8b1b09686199c74f27c6249258cb0c6aabd00080
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.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/stop_machine.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/debugfs.h>
71 #include <linux/ctype.h>
72 #include <linux/ftrace.h>
73 #include <linux/slab.h>
74 #include <linux/cpuacct.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78 #include <asm/mutex.h>
79 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
80 #include <asm/paravirt.h>
81 #endif
82
83 #include "sched_cpupri.h"
84 #include "workqueue_sched.h"
85 #include "sched_autogroup.h"
86
87 #define CREATE_TRACE_POINTS
88 #include <trace/events/sched.h>
89
90 /*
91  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
92  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
93  * and back.
94  */
95 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
96 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
97 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
98
99 /*
100  * 'User priority' is the nice value converted to something we
101  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
102  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
103  */
104 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
105 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
106 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
107
108 /*
109  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
110  */
111 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
112
113 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
114 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
115
116 /*
117  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
118  *
119  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
120  * Timeslices get refilled after they expire.
121  */
122 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
123
124 /*
125  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
126  */
127 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
128
129 static inline int rt_policy(int policy)
130 {
131         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
132                 return 1;
133         return 0;
134 }
135
136 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
137 {
138         return rt_policy(p->policy);
139 }
140
141 /*
142  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
143  */
144 struct rt_prio_array {
145         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
146         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
147 };
148
149 struct rt_bandwidth {
150         /* nests inside the rq lock: */
151         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
152         ktime_t                 rt_period;
153         u64                     rt_runtime;
154         struct hrtimer          rt_period_timer;
155 };
156
157 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
158
159 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
160
161 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
162 {
163         struct rt_bandwidth *rt_b =
164                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
165         ktime_t now;
166         int overrun;
167         int idle = 0;
168
169         for (;;) {
170                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
171                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
172
173                 if (!overrun)
174                         break;
175
176                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
177         }
178
179         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
180 }
181
182 static
183 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
184 {
185         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
186         rt_b->rt_runtime = runtime;
187
188         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
189
190         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
191                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
192         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
193 }
194
195 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
196 {
197         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
198 }
199
200 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
201 {
202         ktime_t now;
203
204         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
205                 return;
206
207         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
208                 return;
209
210         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
211         for (;;) {
212                 unsigned long delta;
213                 ktime_t soft, hard;
214
215                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
216                         break;
217
218                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
219                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
220
221                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
222                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
223                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
224                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
225                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
226         }
227         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
228 }
229
230 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
231 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
232 {
233         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
234 }
235 #endif
236
237 /*
238  * sched_domains_mutex serializes calls to init_sched_domains,
239  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
240  */
241 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
242
243 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
244
245 #include <linux/cgroup.h>
246
247 struct cfs_rq;
248
249 static LIST_HEAD(task_groups);
250
251 /* task group related information */
252 struct task_group {
253         struct cgroup_subsys_state css;
254
255 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
256         /* schedulable entities of this group on each cpu */
257         struct sched_entity **se;
258         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
259         struct cfs_rq **cfs_rq;
260         unsigned long shares;
261
262         atomic_t load_weight;
263 #endif
264
265 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
266         struct sched_rt_entity **rt_se;
267         struct rt_rq **rt_rq;
268
269         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
270 #endif
271
272         struct rcu_head rcu;
273         struct list_head list;
274
275         struct task_group *parent;
276         struct list_head siblings;
277         struct list_head children;
278
279 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
280         struct autogroup *autogroup;
281 #endif
282 };
283
284 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
285 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
286
287 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
288
289 # define ROOT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
290
291 /*
292  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
293  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
294  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
295  * too large, so as the shares value of a task group.
296  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
297  *  limitation from this.)
298  */
299 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
300 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
301
302 static int root_task_group_load = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
303 #endif
304
305 /* Default task group.
306  *      Every task in system belong to this group at bootup.
307  */
308 struct task_group root_task_group;
309
310 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
311
312 /* CFS-related fields in a runqueue */
313 struct cfs_rq {
314         struct load_weight load;
315         unsigned long nr_running;
316
317         u64 exec_clock;
318         u64 min_vruntime;
319 #ifndef CONFIG_64BIT
320         u64 min_vruntime_copy;
321 #endif
322
323         struct rb_root tasks_timeline;
324         struct rb_node *rb_leftmost;
325
326         struct list_head tasks;
327         struct list_head *balance_iterator;
328
329         /*
330          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
331          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
332          */
333         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
334
335 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
336         unsigned int nr_spread_over;
337 #endif
338
339 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
340         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
341
342         /*
343          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
344          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
345          * (like users, containers etc.)
346          *
347          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
348          * list is used during load balance.
349          */
350         int on_list;
351         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
352         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
353
354 #ifdef CONFIG_SMP
355         /*
356          * the part of load.weight contributed by tasks
357          */
358         unsigned long task_weight;
359
360         /*
361          *   h_load = weight * f(tg)
362          *
363          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
364          * this group.
365          */
366         unsigned long h_load;
367
368         /*
369          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
370          *
371          * load_stamp is the last time we updated the load average
372          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
373          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
374          */
375         u64 load_avg;
376         u64 load_period;
377         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
378
379         unsigned long load_contribution;
380 #endif
381 #endif
382 };
383
384 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
385 struct rt_rq {
386         struct rt_prio_array active;
387         unsigned long rt_nr_running;
388 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
389         struct {
390                 int curr; /* highest queued rt task prio */
391 #ifdef CONFIG_SMP
392                 int next; /* next highest */
393 #endif
394         } highest_prio;
395 #endif
396 #ifdef CONFIG_SMP
397         unsigned long rt_nr_migratory;
398         unsigned long rt_nr_total;
399         int overloaded;
400         struct plist_head pushable_tasks;
401 #endif
402         int rt_throttled;
403         u64 rt_time;
404         u64 rt_runtime;
405         /* Nests inside the rq lock: */
406         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
407
408 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
409         unsigned long rt_nr_boosted;
410
411         struct rq *rq;
412         struct list_head leaf_rt_rq_list;
413         struct task_group *tg;
414 #endif
415 };
416
417 #ifdef CONFIG_SMP
418
419 /*
420  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
421  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
422  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
423  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
424  * object.
425  *
426  */
427 struct root_domain {
428         atomic_t refcount;
429         atomic_t rto_count;
430         struct rcu_head rcu;
431         cpumask_var_t span;
432         cpumask_var_t online;
433
434         /*
435          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
436          * one runnable RT task.
437          */
438         cpumask_var_t rto_mask;
439         struct cpupri cpupri;
440 };
441
442 /*
443  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
444  * members (mimicking the global state we have today).
445  */
446 static struct root_domain def_root_domain;
447
448 #endif /* CONFIG_SMP */
449
450 /*
451  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
452  *
453  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
454  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
455  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
456  */
457 struct rq {
458         /* runqueue lock: */
459         raw_spinlock_t lock;
460
461         /*
462          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
463          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
464          */
465         unsigned long nr_running;
466         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
467         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
468         unsigned long last_load_update_tick;
469 #ifdef CONFIG_NO_HZ
470         u64 nohz_stamp;
471         unsigned char nohz_balance_kick;
472 #endif
473         int skip_clock_update;
474
475         /* time-based average load */
476         u64 nr_last_stamp;
477         unsigned int ave_nr_running;
478
479         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
480         struct load_weight load;
481         unsigned long nr_load_updates;
482         u64 nr_switches;
483
484         struct cfs_rq cfs;
485         struct rt_rq rt;
486
487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
488         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
489         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
490 #endif
491 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
492         struct list_head leaf_rt_rq_list;
493 #endif
494
495         /*
496          * This is part of a global counter where only the total sum
497          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
498          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
499          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
500          */
501         unsigned long nr_uninterruptible;
502
503         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
504         unsigned long next_balance;
505         struct mm_struct *prev_mm;
506
507         u64 clock;
508         u64 clock_task;
509
510         atomic_t nr_iowait;
511
512 #ifdef CONFIG_SMP
513         struct root_domain *rd;
514         struct sched_domain *sd;
515
516         unsigned long cpu_power;
517
518         unsigned char idle_at_tick;
519         /* For active balancing */
520         int post_schedule;
521         int active_balance;
522         int push_cpu;
523         struct cpu_stop_work active_balance_work;
524         /* cpu of this runqueue: */
525         int cpu;
526         int online;
527
528         unsigned long avg_load_per_task;
529
530         u64 rt_avg;
531         u64 age_stamp;
532         u64 idle_stamp;
533         u64 avg_idle;
534 #endif
535
536 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
537         u64 prev_irq_time;
538 #endif
539 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
540         u64 prev_steal_time;
541 #endif
542 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
543         u64 prev_steal_time_rq;
544 #endif
545
546         /* calc_load related fields */
547         unsigned long calc_load_update;
548         long calc_load_active;
549
550 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
551 #ifdef CONFIG_SMP
552         int hrtick_csd_pending;
553         struct call_single_data hrtick_csd;
554 #endif
555         struct hrtimer hrtick_timer;
556 #endif
557
558 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
559         /* latency stats */
560         struct sched_info rq_sched_info;
561         unsigned long long rq_cpu_time;
562         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
563
564         /* sys_sched_yield() stats */
565         unsigned int yld_count;
566
567         /* schedule() stats */
568         unsigned int sched_switch;
569         unsigned int sched_count;
570         unsigned int sched_goidle;
571
572         /* try_to_wake_up() stats */
573         unsigned int ttwu_count;
574         unsigned int ttwu_local;
575 #endif
576
577 #ifdef CONFIG_SMP
578         struct task_struct *wake_list;
579 #endif
580 };
581
582 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
583
584
585 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
586
587 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
588 {
589 #ifdef CONFIG_SMP
590         return rq->cpu;
591 #else
592         return 0;
593 #endif
594 }
595
596 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
597         rcu_dereference_check((p), \
598                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
599
600 /*
601  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
602  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
603  *
604  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
605  * preempt-disabled sections.
606  */
607 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
608         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
609
610 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
611 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
612 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
613 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
614 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
615
616 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
617
618 /*
619  * Return the group to which this tasks belongs.
620  *
621  * We use task_subsys_state_check() and extend the RCU verification with
622  * pi->lock and rq->lock because cpu_cgroup_attach() holds those locks for each
623  * task it moves into the cgroup. Therefore by holding either of those locks,
624  * we pin the task to the current cgroup.
625  */
626 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
627 {
628         struct task_group *tg;
629         struct cgroup_subsys_state *css;
630
631         css = task_subsys_state_check(p, cpu_cgroup_subsys_id,
632                         lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
633                         lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock));
634         tg = container_of(css, struct task_group, css);
635
636         return autogroup_task_group(p, tg);
637 }
638
639 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
640 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
641 {
642 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
643         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
644         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
645 #endif
646
647 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
648         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
649         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
650 #endif
651 }
652
653 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
654
655 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
656 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
657 {
658         return NULL;
659 }
660
661 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
662
663 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
664
665 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
666 {
667         s64 delta;
668
669         if (rq->skip_clock_update > 0)
670                 return;
671
672         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
673         rq->clock += delta;
674         update_rq_clock_task(rq, delta);
675 }
676
677 /*
678  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
679  */
680 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
681 # define const_debug __read_mostly
682 #else
683 # define const_debug static const
684 #endif
685
686 /**
687  * runqueue_is_locked - Returns true if the current cpu runqueue is locked
688  * @cpu: the processor in question.
689  *
690  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
691  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
692  */
693 int runqueue_is_locked(int cpu)
694 {
695         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
696 }
697
698 /*
699  * Debugging: various feature bits
700  */
701
702 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
703         __SCHED_FEAT_##name ,
704
705 enum {
706 #include "sched_features.h"
707 };
708
709 #undef SCHED_FEAT
710
711 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
712         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
713
714 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
715 #include "sched_features.h"
716         0;
717
718 #undef SCHED_FEAT
719
720 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
721 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
722         #name ,
723
724 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
725 #include "sched_features.h"
726         NULL
727 };
728
729 #undef SCHED_FEAT
730
731 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
732 {
733         int i;
734
735         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
736                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
737                         seq_puts(m, "NO_");
738                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
739         }
740         seq_puts(m, "\n");
741
742         return 0;
743 }
744
745 static ssize_t
746 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
747                 size_t cnt, loff_t *ppos)
748 {
749         char buf[64];
750         char *cmp;
751         int neg = 0;
752         int i;
753
754         if (cnt > 63)
755                 cnt = 63;
756
757         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
758                 return -EFAULT;
759
760         buf[cnt] = 0;
761         cmp = strstrip(buf);
762
763         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
764                 neg = 1;
765                 cmp += 3;
766         }
767
768         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
769                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
770                         if (neg)
771                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
772                         else
773                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
774                         break;
775                 }
776         }
777
778         if (!sched_feat_names[i])
779                 return -EINVAL;
780
781         *ppos += cnt;
782
783         return cnt;
784 }
785
786 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
787 {
788         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
789 }
790
791 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
792         .open           = sched_feat_open,
793         .write          = sched_feat_write,
794         .read           = seq_read,
795         .llseek         = seq_lseek,
796         .release        = single_release,
797 };
798
799 static __init int sched_init_debug(void)
800 {
801         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
802                         &sched_feat_fops);
803
804         return 0;
805 }
806 late_initcall(sched_init_debug);
807
808 #endif
809
810 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
811
812 /*
813  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
814  * Limited because this is done with IRQs disabled.
815  */
816 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
817
818 /*
819  * period over which we average the RT time consumption, measured
820  * in ms.
821  *
822  * default: 1s
823  */
824 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
825
826 /*
827  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
828  * default: 1s
829  */
830 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
831
832 static __read_mostly int scheduler_running;
833
834 /*
835  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
836  * default: 0.95s
837  */
838 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
839
840 static inline u64 global_rt_period(void)
841 {
842         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
843 }
844
845 static inline u64 global_rt_runtime(void)
846 {
847         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
848                 return RUNTIME_INF;
849
850         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
851 }
852
853 #ifndef prepare_arch_switch
854 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
855 #endif
856 #ifndef finish_arch_switch
857 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
858 #endif
859
860 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
861 {
862         return rq->curr == p;
863 }
864
865 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867 #ifdef CONFIG_SMP
868         return p->on_cpu;
869 #else
870         return task_current(rq, p);
871 #endif
872 }
873
874 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
875 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
876 {
877 #ifdef CONFIG_SMP
878         /*
879          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
880          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
881          * here.
882          */
883         next->on_cpu = 1;
884 #endif
885 }
886
887 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
888 {
889 #ifdef CONFIG_SMP
890         /*
891          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
892          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
893          * finished.
894          */
895         smp_wmb();
896         prev->on_cpu = 0;
897 #endif
898 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
899         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
900         rq->lock.owner = current;
901 #endif
902         /*
903          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
904          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
905          * prev into current:
906          */
907         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
908
909         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
910 }
911
912 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
913 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
914 {
915 #ifdef CONFIG_SMP
916         /*
917          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
918          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
919          * here.
920          */
921         next->on_cpu = 1;
922 #endif
923 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
924         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
925 #else
926         raw_spin_unlock(&rq->lock);
927 #endif
928 }
929
930 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
931 {
932 #ifdef CONFIG_SMP
933         /*
934          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
935          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
936          * finished.
937          */
938         smp_wmb();
939         prev->on_cpu = 0;
940 #endif
941 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
942         local_irq_enable();
943 #endif
944 }
945 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
946
947 /*
948  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
949  */
950 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
951         __acquires(rq->lock)
952 {
953         struct rq *rq;
954
955         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
956
957         for (;;) {
958                 rq = task_rq(p);
959                 raw_spin_lock(&rq->lock);
960                 if (likely(rq == task_rq(p)))
961                         return rq;
962                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
963         }
964 }
965
966 /*
967  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
968  */
969 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
970         __acquires(p->pi_lock)
971         __acquires(rq->lock)
972 {
973         struct rq *rq;
974
975         for (;;) {
976                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
977                 rq = task_rq(p);
978                 raw_spin_lock(&rq->lock);
979                 if (likely(rq == task_rq(p)))
980                         return rq;
981                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
982                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
983         }
984 }
985
986 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
987         __releases(rq->lock)
988 {
989         raw_spin_unlock(&rq->lock);
990 }
991
992 static inline void
993 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
994         __releases(rq->lock)
995         __releases(p->pi_lock)
996 {
997         raw_spin_unlock(&rq->lock);
998         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
999 }
1000
1001 /*
1002  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1003  */
1004 static struct rq *this_rq_lock(void)
1005         __acquires(rq->lock)
1006 {
1007         struct rq *rq;
1008
1009         local_irq_disable();
1010         rq = this_rq();
1011         raw_spin_lock(&rq->lock);
1012
1013         return rq;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1017 /*
1018  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1019  *
1020  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1021  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1022  * reschedule event.
1023  *
1024  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1025  * rq->lock.
1026  */
1027
1028 /*
1029  * Use hrtick when:
1030  *  - enabled by features
1031  *  - hrtimer is actually high res
1032  */
1033 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1034 {
1035         if (!sched_feat(HRTICK))
1036                 return 0;
1037         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1038                 return 0;
1039         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1040 }
1041
1042 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1043 {
1044         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1045                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * High-resolution timer tick.
1050  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1051  */
1052 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1053 {
1054         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1055
1056         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1057
1058         raw_spin_lock(&rq->lock);
1059         update_rq_clock(rq);
1060         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1061         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1062
1063         return HRTIMER_NORESTART;
1064 }
1065
1066 #ifdef CONFIG_SMP
1067 /*
1068  * called from hardirq (IPI) context
1069  */
1070 static void __hrtick_start(void *arg)
1071 {
1072         struct rq *rq = arg;
1073
1074         raw_spin_lock(&rq->lock);
1075         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1076         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Called to set the hrtick timer state.
1082  *
1083  * called with rq->lock held and irqs disabled
1084  */
1085 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1086 {
1087         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1088         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1089
1090         hrtimer_set_expires(timer, time);
1091
1092         if (rq == this_rq()) {
1093                 hrtimer_restart(timer);
1094         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1095                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1096                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1097         }
1098 }
1099
1100 static int
1101 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1102 {
1103         int cpu = (int)(long)hcpu;
1104
1105         switch (action) {
1106         case CPU_UP_CANCELED:
1107         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1108         case CPU_DOWN_PREPARE:
1109         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1110         case CPU_DEAD:
1111         case CPU_DEAD_FROZEN:
1112                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1113                 return NOTIFY_OK;
1114         }
1115
1116         return NOTIFY_DONE;
1117 }
1118
1119 static __init void init_hrtick(void)
1120 {
1121         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1122 }
1123 #else
1124 /*
1125  * Called to set the hrtick timer state.
1126  *
1127  * called with rq->lock held and irqs disabled
1128  */
1129 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1130 {
1131         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1132                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1133 }
1134
1135 static inline void init_hrtick(void)
1136 {
1137 }
1138 #endif /* CONFIG_SMP */
1139
1140 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1141 {
1142 #ifdef CONFIG_SMP
1143         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1144
1145         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1146         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1147         rq->hrtick_csd.info = rq;
1148 #endif
1149
1150         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1151         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1152 }
1153 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1154 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1155 {
1156 }
1157
1158 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1159 {
1160 }
1161
1162 static inline void init_hrtick(void)
1163 {
1164 }
1165 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1166
1167 /*
1168  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1169  *
1170  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1171  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1172  * the target CPU.
1173  */
1174 #ifdef CONFIG_SMP
1175
1176 #ifndef tsk_is_polling
1177 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1178 #endif
1179
1180 static void resched_task(struct task_struct *p)
1181 {
1182         int cpu;
1183
1184         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1185
1186         if (test_tsk_need_resched(p))
1187                 return;
1188
1189         set_tsk_need_resched(p);
1190
1191         cpu = task_cpu(p);
1192         if (cpu == smp_processor_id())
1193                 return;
1194
1195         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1196         smp_mb();
1197         if (!tsk_is_polling(p))
1198                 smp_send_reschedule(cpu);
1199 }
1200
1201 static void resched_cpu(int cpu)
1202 {
1203         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1204         unsigned long flags;
1205
1206         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1207                 return;
1208         resched_task(cpu_curr(cpu));
1209         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1210 }
1211
1212 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1213 /*
1214  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
1215  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
1216  *
1217  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1218  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
1219  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1220  */
1221 int get_nohz_timer_target(void)
1222 {
1223         int cpu = smp_processor_id();
1224         int i;
1225         struct sched_domain *sd;
1226
1227         rcu_read_lock();
1228         for_each_domain(cpu, sd) {
1229                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1230                         if (!idle_cpu(i)) {
1231                                 cpu = i;
1232                                 goto unlock;
1233                         }
1234                 }
1235         }
1236 unlock:
1237         rcu_read_unlock();
1238         return cpu;
1239 }
1240 /*
1241  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1242  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1243  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1244  * idle system the next event might even be infinite time into the
1245  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1246  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1247  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1248  * wheel for the next timer event.
1249  */
1250 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1251 {
1252         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1253
1254         if (cpu == smp_processor_id())
1255                 return;
1256
1257         /*
1258          * This is safe, as this function is called with the timer
1259          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1260          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1261          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1262          * timer into account automatically.
1263          */
1264         if (rq->curr != rq->idle)
1265                 return;
1266
1267         /*
1268          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1269          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1270          * idle task through an additional NOOP schedule()
1271          */
1272         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1273
1274         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1275         smp_mb();
1276         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1277                 smp_send_reschedule(cpu);
1278 }
1279
1280 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1281
1282 static u64 sched_avg_period(void)
1283 {
1284         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1285 }
1286
1287 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1288 {
1289         s64 period = sched_avg_period();
1290
1291         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1292                 /*
1293                  * Inline assembly required to prevent the compiler
1294                  * optimising this loop into a divmod call.
1295                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
1296                  */
1297                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
1298                 rq->age_stamp += period;
1299                 rq->rt_avg /= 2;
1300         }
1301 }
1302
1303 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1304 {
1305         rq->rt_avg += rt_delta;
1306         sched_avg_update(rq);
1307 }
1308
1309 #else /* !CONFIG_SMP */
1310 static void resched_task(struct task_struct *p)
1311 {
1312         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1313         set_tsk_need_resched(p);
1314 }
1315
1316 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1317 {
1318 }
1319
1320 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1321 {
1322 }
1323 #endif /* CONFIG_SMP */
1324
1325 #if BITS_PER_LONG == 32
1326 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1327 #else
1328 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1329 #endif
1330
1331 #define WMULT_SHIFT     32
1332
1333 /*
1334  * Shift right and round:
1335  */
1336 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1337
1338 /*
1339  * delta *= weight / lw
1340  */
1341 static unsigned long
1342 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1343                 struct load_weight *lw)
1344 {
1345         u64 tmp;
1346
1347         /*
1348          * weight can be less than 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION for task group sched
1349          * entities since MIN_SHARES = 2. Treat weight as 1 if less than
1350          * 2^SCHED_LOAD_RESOLUTION.
1351          */
1352         if (likely(weight > (1UL << SCHED_LOAD_RESOLUTION)))
1353                 tmp = (u64)delta_exec * scale_load_down(weight);
1354         else
1355                 tmp = (u64)delta_exec;
1356
1357         if (!lw->inv_weight) {
1358                 unsigned long w = scale_load_down(lw->weight);
1359
1360                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
1361                         lw->inv_weight = 1;
1362                 else if (unlikely(!w))
1363                         lw->inv_weight = WMULT_CONST;
1364                 else
1365                         lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1370          */
1371         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1372                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1373                         WMULT_SHIFT/2);
1374         else
1375                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1376
1377         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1378 }
1379
1380 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1381 {
1382         lw->weight += inc;
1383         lw->inv_weight = 0;
1384 }
1385
1386 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1387 {
1388         lw->weight -= dec;
1389         lw->inv_weight = 0;
1390 }
1391
1392 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
1393 {
1394         lw->weight = w;
1395         lw->inv_weight = 0;
1396 }
1397
1398 /*
1399  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1400  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1401  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1402  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1403  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1404  * slice expiry etc.
1405  */
1406
1407 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1408 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1409
1410 /*
1411  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1412  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1413  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1414  * that remained on nice 0.
1415  *
1416  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1417  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1418  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1419  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1420  * the relative distance between them is ~25%.)
1421  */
1422 static const int prio_to_weight[40] = {
1423  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1424  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1425  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1426  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1427  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1428  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1429  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1430  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1431 };
1432
1433 /*
1434  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1435  *
1436  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1437  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1438  * into multiplications:
1439  */
1440 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1441  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1442  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1443  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1444  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1445  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1446  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1447  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1448  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1449 };
1450
1451 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1452 enum cpuacct_stat_index {
1453         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1454         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1455
1456         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1457 };
1458
1459 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1460 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1461 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1462                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1463 #else
1464 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1465 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1466                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1467 #endif
1468
1469 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1470 {
1471         update_load_add(&rq->load, load);
1472 }
1473
1474 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1475 {
1476         update_load_sub(&rq->load, load);
1477 }
1478
1479 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1480 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1481
1482 /*
1483  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1484  * leaving it for the final time.
1485  */
1486 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1487 {
1488         struct task_group *parent, *child;
1489         int ret;
1490
1491         rcu_read_lock();
1492         parent = &root_task_group;
1493 down:
1494         ret = (*down)(parent, data);
1495         if (ret)
1496                 goto out_unlock;
1497         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1498                 parent = child;
1499                 goto down;
1500
1501 up:
1502                 continue;
1503         }
1504         ret = (*up)(parent, data);
1505         if (ret)
1506                 goto out_unlock;
1507
1508         child = parent;
1509         parent = parent->parent;
1510         if (parent)
1511                 goto up;
1512 out_unlock:
1513         rcu_read_unlock();
1514
1515         return ret;
1516 }
1517
1518 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1519 {
1520         return 0;
1521 }
1522 #endif
1523
1524 #ifdef CONFIG_SMP
1525 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1526 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1527 {
1528         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1533  * according to the scheduling class and "nice" value.
1534  *
1535  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1536  * balance conservatively.
1537  */
1538 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1539 {
1540         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1541         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1542
1543         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1544                 return total;
1545
1546         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1551  * according to the scheduling class and "nice" value.
1552  */
1553 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1554 {
1555         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1556         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1557
1558         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1559                 return total;
1560
1561         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1562 }
1563
1564 static unsigned long power_of(int cpu)
1565 {
1566         return cpu_rq(cpu)->cpu_power;
1567 }
1568
1569 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1570
1571 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1572 {
1573         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1574         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1575
1576         if (nr_running)
1577                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1578         else
1579                 rq->avg_load_per_task = 0;
1580
1581         return rq->avg_load_per_task;
1582 }
1583
1584 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1585
1586 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1587
1588 /*
1589  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1590  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1591  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1592  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1593  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1594  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1595  */
1596 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1597         __releases(this_rq->lock)
1598         __acquires(busiest->lock)
1599         __acquires(this_rq->lock)
1600 {
1601         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1602         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1603
1604         return 1;
1605 }
1606
1607 #else
1608 /*
1609  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1610  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1611  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1612  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1613  * regardless of entry order into the function.
1614  */
1615 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1616         __releases(this_rq->lock)
1617         __acquires(busiest->lock)
1618         __acquires(this_rq->lock)
1619 {
1620         int ret = 0;
1621
1622         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1623                 if (busiest < this_rq) {
1624                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1625                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1626                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1627                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1628                         ret = 1;
1629                 } else
1630                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1631                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1632         }
1633         return ret;
1634 }
1635
1636 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1637
1638 /*
1639  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1640  */
1641 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1642 {
1643         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1644                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1645                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1646                 BUG_ON(1);
1647         }
1648
1649         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1650 }
1651
1652 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1653         __releases(busiest->lock)
1654 {
1655         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1656         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1661  *
1662  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1663  * you need to do so manually before calling.
1664  */
1665 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1666         __acquires(rq1->lock)
1667         __acquires(rq2->lock)
1668 {
1669         BUG_ON(!irqs_disabled());
1670         if (rq1 == rq2) {
1671                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1672                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1673         } else {
1674                 if (rq1 < rq2) {
1675                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1676                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1677                 } else {
1678                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1679                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1680                 }
1681         }
1682 }
1683
1684 /*
1685  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1686  *
1687  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1688  * you need to do so manually after calling.
1689  */
1690 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1691         __releases(rq1->lock)
1692         __releases(rq2->lock)
1693 {
1694         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1695         if (rq1 != rq2)
1696                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1697         else
1698                 __release(rq2->lock);
1699 }
1700
1701 #else /* CONFIG_SMP */
1702
1703 /*
1704  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1705  *
1706  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1707  * you need to do so manually before calling.
1708  */
1709 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1710         __acquires(rq1->lock)
1711         __acquires(rq2->lock)
1712 {
1713         BUG_ON(!irqs_disabled());
1714         BUG_ON(rq1 != rq2);
1715         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1716         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1717 }
1718
1719 /*
1720  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1721  *
1722  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1723  * you need to do so manually after calling.
1724  */
1725 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1726         __releases(rq1->lock)
1727         __releases(rq2->lock)
1728 {
1729         BUG_ON(rq1 != rq2);
1730         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1731         __release(rq2->lock);
1732 }
1733
1734 #endif
1735
1736 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq);
1737 static void update_sysctl(void);
1738 static int get_update_sysctl_factor(void);
1739 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
1740
1741 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1742 {
1743         set_task_rq(p, cpu);
1744 #ifdef CONFIG_SMP
1745         /*
1746          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1747          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1748          * per-task data have been completed by this moment.
1749          */
1750         smp_wmb();
1751         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1752 #endif
1753 }
1754
1755 static const struct sched_class rt_sched_class;
1756
1757 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1758 #define for_each_class(class) \
1759    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1760
1761 #include "sched_stats.h"
1762
1763 /* 27 ~= 134217728ns = 134.2ms
1764  * 26 ~=  67108864ns =  67.1ms
1765  * 25 ~=  33554432ns =  33.5ms
1766  * 24 ~=  16777216ns =  16.8ms
1767  */
1768 #define NR_AVE_PERIOD_EXP       27
1769 #define NR_AVE_SCALE(x)         ((x) << FSHIFT)
1770 #define NR_AVE_PERIOD           (1 << NR_AVE_PERIOD_EXP)
1771 #define NR_AVE_DIV_PERIOD(x)    ((x) >> NR_AVE_PERIOD_EXP)
1772
1773 static inline void do_avg_nr_running(struct rq *rq)
1774 {
1775         s64 nr, deltax;
1776
1777         deltax = rq->clock_task - rq->nr_last_stamp;
1778         rq->nr_last_stamp = rq->clock_task;
1779         nr = NR_AVE_SCALE(rq->nr_running);
1780
1781         if (deltax > NR_AVE_PERIOD)
1782                 rq->ave_nr_running = nr;
1783         else
1784                 rq->ave_nr_running +=
1785                         NR_AVE_DIV_PERIOD(deltax * (nr - rq->ave_nr_running));
1786 }
1787
1788 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1789 {
1790         do_avg_nr_running(rq);
1791         rq->nr_running++;
1792 }
1793
1794 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1795 {
1796         do_avg_nr_running(rq);
1797         rq->nr_running--;
1798 }
1799
1800 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1801 {
1802         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1803         struct load_weight *load = &p->se.load;
1804
1805         /*
1806          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1807          */
1808         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1809                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1810                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1811                 return;
1812         }
1813
1814         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
1815         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
1816 }
1817
1818 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1819 {
1820         update_rq_clock(rq);
1821         sched_info_queued(p);
1822         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1823 }
1824
1825 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1826 {
1827         update_rq_clock(rq);
1828         sched_info_dequeued(p);
1829         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * activate_task - move a task to the runqueue.
1834  */
1835 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1836 {
1837         if (task_contributes_to_load(p))
1838                 rq->nr_uninterruptible--;
1839
1840         enqueue_task(rq, p, flags);
1841         inc_nr_running(rq);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1846  */
1847 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1848 {
1849         if (task_contributes_to_load(p))
1850                 rq->nr_uninterruptible++;
1851
1852         dequeue_task(rq, p, flags);
1853         dec_nr_running(rq);
1854 }
1855
1856 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1857
1858 /*
1859  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
1860  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
1861  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
1862  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
1863  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
1864  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
1865  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
1866  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
1867  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
1868  */
1869 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1870 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1871
1872 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
1873 static int sched_clock_irqtime;
1874
1875 void enable_sched_clock_irqtime(void)
1876 {
1877         sched_clock_irqtime = 1;
1878 }
1879
1880 void disable_sched_clock_irqtime(void)
1881 {
1882         sched_clock_irqtime = 0;
1883 }
1884
1885 #ifndef CONFIG_64BIT
1886 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1887
1888 static inline void irq_time_write_begin(void)
1889 {
1890         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1891         smp_wmb();
1892 }
1893
1894 static inline void irq_time_write_end(void)
1895 {
1896         smp_wmb();
1897         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1898 }
1899
1900 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1901 {
1902         u64 irq_time;
1903         unsigned seq;
1904
1905         do {
1906                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1907                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1908                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1909         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1910
1911         return irq_time;
1912 }
1913 #else /* CONFIG_64BIT */
1914 static inline void irq_time_write_begin(void)
1915 {
1916 }
1917
1918 static inline void irq_time_write_end(void)
1919 {
1920 }
1921
1922 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1923 {
1924         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1925 }
1926 #endif /* CONFIG_64BIT */
1927
1928 /*
1929  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
1930  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
1931  */
1932 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
1933 {
1934         unsigned long flags;
1935         s64 delta;
1936         int cpu;
1937
1938         if (!sched_clock_irqtime)
1939                 return;
1940
1941         local_irq_save(flags);
1942
1943         cpu = smp_processor_id();
1944         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
1945         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
1946
1947         irq_time_write_begin();
1948         /*
1949          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
1950          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
1951          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
1952          * that do not consume any time, but still wants to run.
1953          */
1954         if (hardirq_count())
1955                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
1956         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
1957                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
1958
1959         irq_time_write_end();
1960         local_irq_restore(flags);
1961 }
1962 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
1963
1964 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1965
1966 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
1967 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
1968 {
1969         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
1970                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
1971
1972         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
1973 }
1974 #endif
1975
1976 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
1977 {
1978 /*
1979  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
1980  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
1981  */
1982 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
1983         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
1984 #endif
1985 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1986         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
1987
1988         /*
1989          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
1990          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
1991          * {soft,}irq region.
1992          *
1993          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
1994          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
1995          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
1996          * monotonic.
1997          *
1998          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
1999          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
2000          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
2001          * atomic ops.
2002          */
2003         if (irq_delta > delta)
2004                 irq_delta = delta;
2005
2006         rq->prev_irq_time += irq_delta;
2007         delta -= irq_delta;
2008 #endif
2009 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
2010         if (static_branch((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
2011                 u64 st;
2012
2013                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
2014                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
2015
2016                 if (unlikely(steal > delta))
2017                         steal = delta;
2018
2019                 st = steal_ticks(steal);
2020                 steal = st * TICK_NSEC;
2021
2022                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
2023
2024                 delta -= steal;
2025         }
2026 #endif
2027
2028         rq->clock_task += delta;
2029
2030 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
2031         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
2032                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
2033 #endif
2034 }
2035
2036 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2037 static int irqtime_account_hi_update(void)
2038 {
2039         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2040         unsigned long flags;
2041         u64 latest_ns;
2042         int ret = 0;
2043
2044         local_irq_save(flags);
2045         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
2046         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->irq))
2047                 ret = 1;
2048         local_irq_restore(flags);
2049         return ret;
2050 }
2051
2052 static int irqtime_account_si_update(void)
2053 {
2054         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
2055         unsigned long flags;
2056         u64 latest_ns;
2057         int ret = 0;
2058
2059         local_irq_save(flags);
2060         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
2061         if (cputime64_gt(nsecs_to_cputime64(latest_ns), cpustat->softirq))
2062                 ret = 1;
2063         local_irq_restore(flags);
2064         return ret;
2065 }
2066
2067 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2068
2069 #define sched_clock_irqtime     (0)
2070
2071 #endif
2072
2073 #include "sched_idletask.c"
2074 #include "sched_fair.c"
2075 #include "sched_rt.c"
2076 #include "sched_autogroup.c"
2077 #include "sched_stoptask.c"
2078 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2079 # include "sched_debug.c"
2080 #endif
2081
2082 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2083 {
2084         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2085         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2086
2087         if (stop) {
2088                 /*
2089                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2090                  * userspace knows about and won't get confused about.
2091                  *
2092                  * Also, it will make PI more or less work without too
2093                  * much confusion -- but then, stop work should not
2094                  * rely on PI working anyway.
2095                  */
2096                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2097
2098                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2099         }
2100
2101         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2102
2103         if (old_stop) {
2104                 /*
2105                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2106                  * it can die in pieces.
2107                  */
2108                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2109         }
2110 }
2111
2112 /*
2113  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
2114  */
2115 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
2116 {
2117         return p->static_prio;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2122  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2123  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2124  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2125  * estimator recalculates.
2126  */
2127 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2128 {
2129         int prio;
2130
2131         if (task_has_rt_policy(p))
2132                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
2133         else
2134                 prio = __normal_prio(p);
2135         return prio;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2140  * taken into account by the scheduler. This value might
2141  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2142  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2143  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2144  */
2145 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2146 {
2147         p->normal_prio = normal_prio(p);
2148         /*
2149          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2150          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2151          * to the normal priority:
2152          */
2153         if (!rt_prio(p->prio))
2154                 return p->normal_prio;
2155         return p->prio;
2156 }
2157
2158 /**
2159  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2160  * @p: the task in question.
2161  */
2162 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2163 {
2164         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2165 }
2166
2167 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2168                                        const struct sched_class *prev_class,
2169                                        int oldprio)
2170 {
2171         if (prev_class != p->sched_class) {
2172                 if (prev_class->switched_from)
2173                         prev_class->switched_from(rq, p);
2174                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2175         } else if (oldprio != p->prio)
2176                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2177 }
2178
2179 static void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2180 {
2181         const struct sched_class *class;
2182
2183         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
2184                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2185         } else {
2186                 for_each_class(class) {
2187                         if (class == rq->curr->sched_class)
2188                                 break;
2189                         if (class == p->sched_class) {
2190                                 resched_task(rq->curr);
2191                                 break;
2192                         }
2193                 }
2194         }
2195
2196         /*
2197          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2198          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2199          */
2200         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2201                 rq->skip_clock_update = 1;
2202 }
2203
2204 #ifdef CONFIG_SMP
2205 /*
2206  * Is this task likely cache-hot:
2207  */
2208 static int
2209 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2210 {
2211         s64 delta;
2212
2213         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2214                 return 0;
2215
2216         if (unlikely(p->policy == SCHED_IDLE))
2217                 return 0;
2218
2219         /*
2220          * Buddy candidates are cache hot:
2221          */
2222         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2223                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2224                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2225                 return 1;
2226
2227         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2228                 return 1;
2229         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2230                 return 0;
2231
2232         delta = now - p->se.exec_start;
2233
2234         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2235 }
2236
2237 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2238 {
2239 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2240         /*
2241          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2242          * ttwu() will sort out the placement.
2243          */
2244         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2245                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2246
2247 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2248         /*
2249          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
2250          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
2251          *
2252          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
2253          * see set_task_rq().
2254          *
2255          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
2256          * task_rq_lock().
2257          */
2258         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
2259                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
2260 #endif
2261 #endif
2262
2263         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2264
2265         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2266                 p->se.nr_migrations++;
2267                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
2268         }
2269
2270         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2271 }
2272
2273 struct migration_arg {
2274         struct task_struct *task;
2275         int dest_cpu;
2276 };
2277
2278 static int migration_cpu_stop(void *data);
2279
2280 /*
2281  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2282  *
2283  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2284  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2285  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2286  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2287  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2288  * @p has remained unscheduled the whole time.
2289  *
2290  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2291  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2292  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2293  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2294  * waiting to become inactive.
2295  */
2296 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2297 {
2298         unsigned long flags;
2299         int running, on_rq;
2300         unsigned long ncsw;
2301         struct rq *rq;
2302
2303         for (;;) {
2304                 /*
2305                  * We do the initial early heuristics without holding
2306                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2307                  * the runqueue lock when things look like they will
2308                  * work out!
2309                  */
2310                 rq = task_rq(p);
2311
2312                 /*
2313                  * If the task is actively running on another CPU
2314                  * still, just relax and busy-wait without holding
2315                  * any locks.
2316                  *
2317                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2318                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2319                  * But we don't care, since "task_running()" will
2320                  * return false if the runqueue has changed and p
2321                  * is actually now running somewhere else!
2322                  */
2323                 while (task_running(rq, p)) {
2324                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2325                                 return 0;
2326                         cpu_relax();
2327                 }
2328
2329                 /*
2330                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2331                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2332                  * just go back and repeat.
2333                  */
2334                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2335                 trace_sched_wait_task(p);
2336                 running = task_running(rq, p);
2337                 on_rq = p->on_rq;
2338                 ncsw = 0;
2339                 if (!match_state || p->state == match_state)
2340                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2341                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2342
2343                 /*
2344                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2345                  */
2346                 if (unlikely(!ncsw))
2347                         break;
2348
2349                 /*
2350                  * Was it really running after all now that we
2351                  * checked with the proper locks actually held?
2352                  *
2353                  * Oops. Go back and try again..
2354                  */
2355                 if (unlikely(running)) {
2356                         cpu_relax();
2357                         continue;
2358                 }
2359
2360                 /*
2361                  * It's not enough that it's not actively running,
2362                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2363                  * preempted!
2364                  *
2365                  * So if it was still runnable (but just not actively
2366                  * running right now), it's preempted, and we should
2367                  * yield - it could be a while.
2368                  */
2369                 if (unlikely(on_rq)) {
2370                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
2371
2372                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2373                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
2374                         continue;
2375                 }
2376
2377                 /*
2378                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2379                  * runnable, which means that it will never become
2380                  * running in the future either. We're all done!
2381                  */
2382                 break;
2383         }
2384
2385         return ncsw;
2386 }
2387
2388 /***
2389  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2390  * @p: the to-be-kicked thread
2391  *
2392  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2393  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2394  *
2395  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
2396  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2397  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2398  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2399  * achieved as well.
2400  */
2401 void kick_process(struct task_struct *p)
2402 {
2403         int cpu;
2404
2405         preempt_disable();
2406         cpu = task_cpu(p);
2407         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2408                 smp_send_reschedule(cpu);
2409         preempt_enable();
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2412 #endif /* CONFIG_SMP */
2413
2414 #ifdef CONFIG_SMP
2415 /*
2416  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2417  */
2418 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2419 {
2420         int dest_cpu;
2421         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2422
2423         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2424         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2425                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
2426                         return dest_cpu;
2427
2428         /* Any allowed, online CPU? */
2429         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
2430         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2431                 return dest_cpu;
2432
2433         /* No more Mr. Nice Guy. */
2434         dest_cpu = cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2435         /*
2436          * Don't tell them about moving exiting tasks or
2437          * kernel threads (both mm NULL), since they never
2438          * leave kernel.
2439          */
2440         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2441                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2442                                 task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2443         }
2444
2445         return dest_cpu;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
2450  */
2451 static inline
2452 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2453 {
2454         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2455
2456         /*
2457          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2458          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2459          * cpu.
2460          *
2461          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2462          *
2463          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2464          *   not worry about this generic constraint ]
2465          */
2466         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
2467                      !cpu_online(cpu)))
2468                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2469
2470         return cpu;
2471 }
2472
2473 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2474 {
2475         s64 diff = sample - *avg;
2476         *avg += diff >> 3;
2477 }
2478 #endif
2479
2480 static void
2481 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2482 {
2483 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2484         struct rq *rq = this_rq();
2485
2486 #ifdef CONFIG_SMP
2487         int this_cpu = smp_processor_id();
2488
2489         if (cpu == this_cpu) {
2490                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2491                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
2492         } else {
2493                 struct sched_domain *sd;
2494
2495                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
2496                 rcu_read_lock();
2497                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2498                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2499                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2500                                 break;
2501                         }
2502                 }
2503                 rcu_read_unlock();
2504         }
2505
2506         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2507                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2508
2509 #endif /* CONFIG_SMP */
2510
2511         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2512         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
2513
2514         if (wake_flags & WF_SYNC)
2515                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
2516
2517 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2518 }
2519
2520 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
2521 {
2522         activate_task(rq, p, en_flags);
2523         p->on_rq = 1;
2524
2525         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
2526         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
2527                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2532  */
2533 static void
2534 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2535 {
2536         trace_sched_wakeup(p, true);
2537         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2538
2539         p->state = TASK_RUNNING;
2540 #ifdef CONFIG_SMP
2541         if (p->sched_class->task_woken)
2542                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2543
2544         if (rq->idle_stamp) {
2545                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2546                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2547
2548                 if (delta > max)
2549                         rq->avg_idle = max;
2550                 else
2551                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2552                 rq->idle_stamp = 0;
2553         }
2554 #endif
2555 }
2556
2557 static void
2558 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2559 {
2560 #ifdef CONFIG_SMP
2561         if (p->sched_contributes_to_load)
2562                 rq->nr_uninterruptible--;
2563 #endif
2564
2565         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
2566         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2571  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2572  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2573  * the task is still ->on_rq.
2574  */
2575 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2576 {
2577         struct rq *rq;
2578         int ret = 0;
2579
2580         rq = __task_rq_lock(p);
2581         if (p->on_rq) {
2582                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2583                 ret = 1;
2584         }
2585         __task_rq_unlock(rq);
2586
2587         return ret;
2588 }
2589
2590 #ifdef CONFIG_SMP
2591 static void sched_ttwu_do_pending(struct task_struct *list)
2592 {
2593         struct rq *rq = this_rq();
2594
2595         raw_spin_lock(&rq->lock);
2596
2597         while (list) {
2598                 struct task_struct *p = list;
2599                 list = list->wake_entry;
2600                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2601         }
2602
2603         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2604 }
2605
2606 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2607
2608 static void sched_ttwu_pending(void)
2609 {
2610         struct rq *rq = this_rq();
2611         struct task_struct *list = xchg(&rq->wake_list, NULL);
2612
2613         if (!list)
2614                 return;
2615
2616         sched_ttwu_do_pending(list);
2617 }
2618
2619 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2620
2621 void scheduler_ipi(void)
2622 {
2623         struct rq *rq = this_rq();
2624         struct task_struct *list = xchg(&rq->wake_list, NULL);
2625
2626         if (!list)
2627                 return;
2628
2629         /*
2630          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2631          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2632          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2633          * we do call them.
2634          *
2635          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2636          * properly.
2637          *
2638          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2639          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2640          * somewhat pessimize the simple resched case.
2641          */
2642         irq_enter();
2643         sched_ttwu_do_pending(list);
2644         irq_exit();
2645 }
2646
2647 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
2648 {
2649         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2650         struct task_struct *next = rq->wake_list;
2651
2652         for (;;) {
2653                 struct task_struct *old = next;
2654
2655                 p->wake_entry = next;
2656                 next = cmpxchg(&rq->wake_list, old, p);
2657                 if (next == old)
2658                         break;
2659         }
2660
2661         if (!next)
2662                 smp_send_reschedule(cpu);
2663 }
2664
2665 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2666 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2667 {
2668         struct rq *rq;
2669         int ret = 0;
2670
2671         rq = __task_rq_lock(p);
2672         if (p->on_cpu) {
2673                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2674                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
2675                 ret = 1;
2676         }
2677         __task_rq_unlock(rq);
2678
2679         return ret;
2680
2681 }
2682 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
2683 #endif /* CONFIG_SMP */
2684
2685 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2686 {
2687         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2688
2689 #if defined(CONFIG_SMP)
2690         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && cpu != smp_processor_id()) {
2691                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2692                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2693                 return;
2694         }
2695 #endif
2696
2697         raw_spin_lock(&rq->lock);
2698         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2699         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2700 }
2701
2702 /**
2703  * try_to_wake_up - wake up a thread
2704  * @p: the thread to be awakened
2705  * @state: the mask of task states that can be woken
2706  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2707  *
2708  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2709  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2710  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2711  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2712  * runnable without the overhead of this.
2713  *
2714  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
2715  * or @state didn't match @p's state.
2716  */
2717 static int
2718 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2719 {
2720         unsigned long flags;
2721         int cpu, success = 0;
2722
2723         smp_wmb();
2724         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2725         if (!(p->state & state))
2726                 goto out;
2727
2728         success = 1; /* we're going to change ->state */
2729         cpu = task_cpu(p);
2730
2731         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2732                 goto stat;
2733
2734 #ifdef CONFIG_SMP
2735         /*
2736          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2737          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2738          */
2739         while (p->on_cpu) {
2740 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
2741                 /*
2742                  * In case the architecture enables interrupts in
2743                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
2744                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
2745                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
2746                  * remote wakeup.
2747                  */
2748                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
2749                         goto stat;
2750 #else
2751                 cpu_relax();
2752 #endif
2753         }
2754         /*
2755          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
2756          */
2757         smp_rmb();
2758
2759         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2760         p->state = TASK_WAKING;
2761
2762         if (p->sched_class->task_waking)
2763                 p->sched_class->task_waking(p);
2764
2765         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2766         if (task_cpu(p) != cpu) {
2767                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2768                 set_task_cpu(p, cpu);
2769         }
2770 #endif /* CONFIG_SMP */
2771
2772         ttwu_queue(p, cpu);
2773 stat:
2774         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2775 out:
2776         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2777
2778         return success;
2779 }
2780
2781 /**
2782  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2783  * @p: the thread to be awakened
2784  *
2785  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2786  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2787  * the current task.
2788  */
2789 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2790 {
2791         struct rq *rq = task_rq(p);
2792
2793         BUG_ON(rq != this_rq());
2794         BUG_ON(p == current);
2795         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2796
2797         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2798                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2799                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2800                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2801         }
2802
2803         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2804                 goto out;
2805
2806         if (!p->on_rq)
2807                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2808
2809         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2810         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2811 out:
2812         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2813 }
2814
2815 /**
2816  * wake_up_process - Wake up a specific process
2817  * @p: The process to be woken up.
2818  *
2819  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2820  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2821  * running.
2822  *
2823  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2824  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2825  */
2826 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2827 {
2828         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2829 }
2830 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2831
2832 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2833 {
2834         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2839  * p is forked by current.
2840  *
2841  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2842  */
2843 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2844 {
2845         p->on_rq                        = 0;
2846
2847         p->se.on_rq                     = 0;
2848         p->se.exec_start                = 0;
2849         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2850         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2851         p->se.nr_migrations             = 0;
2852         p->se.vruntime                  = 0;
2853         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2854
2855 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2856         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2857 #endif
2858
2859         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2860
2861 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2862         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2863 #endif
2864 }
2865
2866 /*
2867  * fork()/clone()-time setup:
2868  */
2869 void sched_fork(struct task_struct *p)
2870 {
2871         unsigned long flags;
2872         int cpu = get_cpu();
2873
2874         __sched_fork(p);
2875         /*
2876          * We mark the process as running here. This guarantees that
2877          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2878          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2879          */
2880         p->state = TASK_RUNNING;
2881
2882         /*
2883          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2884          */
2885         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2886                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2887                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2888                         p->normal_prio = p->static_prio;
2889                 }
2890
2891                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2892                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2893                         p->normal_prio = p->static_prio;
2894                         set_load_weight(p);
2895                 }
2896
2897                 /*
2898                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2899                  * fulfilled its duty:
2900                  */
2901                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2902         }
2903
2904         /*
2905          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2906          */
2907         p->prio = current->normal_prio;
2908
2909         if (!rt_prio(p->prio))
2910                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2911
2912         if (p->sched_class->task_fork)
2913                 p->sched_class->task_fork(p);
2914
2915         /*
2916          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2917          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2918          * is ran before sched_fork().
2919          *
2920          * Silence PROVE_RCU.
2921          */
2922         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2923         set_task_cpu(p, cpu);
2924         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2925
2926 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2927         if (likely(sched_info_on()))
2928                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2929 #endif
2930 #if defined(CONFIG_SMP)
2931         p->on_cpu = 0;
2932 #endif
2933 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
2934         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2935         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2936 #endif
2937 #ifdef CONFIG_SMP
2938         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2939 #endif
2940
2941         put_cpu();
2942 }
2943
2944 /*
2945  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2946  *
2947  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2948  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2949  * on the runqueue and wakes it.
2950  */
2951 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2952 {
2953         unsigned long flags;
2954         struct rq *rq;
2955
2956         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2957 #ifdef CONFIG_SMP
2958         /*
2959          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2960          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2961          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2962          */
2963         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
2964 #endif
2965
2966         rq = __task_rq_lock(p);
2967         activate_task(rq, p, 0);
2968         p->on_rq = 1;
2969         trace_sched_wakeup_new(p, true);
2970         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2971 #ifdef CONFIG_SMP
2972         if (p->sched_class->task_woken)
2973                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2974 #endif
2975         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2979
2980 /**
2981  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2982  * @notifier: notifier struct to register
2983  */
2984 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2985 {
2986         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2987 }
2988 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2989
2990 /**
2991  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2992  * @notifier: notifier struct to unregister
2993  *
2994  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2995  */
2996 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2997 {
2998         hlist_del(&notifier->link);
2999 }
3000 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3001
3002 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3003 {
3004         struct preempt_notifier *notifier;
3005         struct hlist_node *node;
3006
3007         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3008                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3009 }
3010
3011 static void
3012 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3013                                  struct task_struct *next)
3014 {
3015         struct preempt_notifier *notifier;
3016         struct hlist_node *node;
3017
3018         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
3019                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3020 }
3021
3022 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3023
3024 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3025 {
3026 }
3027
3028 static void
3029 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3030                                  struct task_struct *next)
3031 {
3032 }
3033
3034 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3035
3036 /**
3037  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3038  * @rq: the runqueue preparing to switch
3039  * @prev: the current task that is being switched out
3040  * @next: the task we are going to switch to.
3041  *
3042  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3043  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3044  * switch.
3045  *
3046  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3047  * hooks.
3048  */
3049 static inline void
3050 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3051                     struct task_struct *next)
3052 {
3053         sched_info_switch(prev, next);
3054         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3055         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3056         prepare_lock_switch(rq, next);
3057         prepare_arch_switch(next);
3058         trace_sched_switch(prev, next);
3059 }
3060
3061 /**
3062  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3063  * @rq: runqueue associated with task-switch
3064  * @prev: the thread we just switched away from.
3065  *
3066  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3067  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3068  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3069  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3070  *
3071  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3072  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3073  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3074  * details.)
3075  */
3076 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3077         __releases(rq->lock)
3078 {
3079         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3080         long prev_state;
3081
3082         rq->prev_mm = NULL;
3083
3084         /*
3085          * A task struct has one reference for the use as "current".
3086          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3087          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3088          * the scheduled task must drop that reference.
3089          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
3090          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
3091          * there before we look at prev->state, and then the reference would
3092          * be dropped twice.
3093          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
3094          */
3095         prev_state = prev->state;
3096         finish_arch_switch(prev);
3097 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3098         local_irq_disable();
3099 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3100         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3101 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
3102         local_irq_enable();
3103 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
3104         finish_lock_switch(rq, prev);
3105
3106         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3107         if (mm)
3108                 mmdrop(mm);
3109         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3110                 /*
3111                  * Remove function-return probe instances associated with this
3112                  * task and put them back on the free list.
3113                  */
3114                 kprobe_flush_task(prev);
3115                 put_task_struct(prev);
3116         }
3117 }
3118
3119 #ifdef CONFIG_SMP
3120
3121 /* assumes rq->lock is held */
3122 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3123 {
3124         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3125                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3126 }
3127
3128 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3129 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3130 {
3131         if (rq->post_schedule) {
3132                 unsigned long flags;
3133
3134                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3135                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
3136                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
3137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3138
3139                 rq->post_schedule = 0;
3140         }
3141 }
3142
3143 #else
3144
3145 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3146 {
3147 }
3148
3149 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
3150 {
3151 }
3152
3153 #endif
3154
3155 /**
3156  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3157  * @prev: the thread we just switched away from.
3158  */
3159 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3160         __releases(rq->lock)
3161 {
3162         struct rq *rq = this_rq();
3163
3164         finish_task_switch(rq, prev);
3165
3166         /*
3167          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
3168          * task_switch?
3169          */
3170         post_schedule(rq);
3171
3172 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3173         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
3174         preempt_enable();
3175 #endif
3176         if (current->set_child_tid)
3177                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3178 }
3179
3180 /*
3181  * context_switch - switch to the new MM and the new
3182  * thread's register state.
3183  */
3184 static inline void
3185 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3186                struct task_struct *next)
3187 {
3188         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3189
3190         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3191
3192         mm = next->mm;
3193         oldmm = prev->active_mm;
3194         /*
3195          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3196          * combine the page table reload and the switch backend into
3197          * one hypercall.
3198          */
3199         arch_start_context_switch(prev);
3200
3201         if (!mm) {
3202                 next->active_mm = oldmm;
3203                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
3204                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3205         } else
3206                 switch_mm(oldmm, mm, next);
3207
3208         if (!prev->mm) {
3209                 prev->active_mm = NULL;
3210                 rq->prev_mm = oldmm;
3211         }
3212         /*
3213          * Since the runqueue lock will be released by the next
3214          * task (which is an invalid locking op but in the case
3215          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3216          * do an early lockdep release here:
3217          */
3218 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
3219         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3220 #endif
3221
3222         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3223         switch_to(prev, next, prev);
3224
3225         barrier();
3226         /*
3227          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
3228          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
3229          * frame will be invalid.
3230          */
3231         finish_task_switch(this_rq(), prev);
3232 }
3233
3234 /*
3235  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
3236  *
3237  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3238  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
3239  * number of context switches performed since bootup.
3240  */
3241 unsigned long nr_running(void)
3242 {
3243         unsigned long i, sum = 0;
3244
3245         for_each_online_cpu(i)
3246                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3247
3248         return sum;
3249 }
3250
3251 unsigned long nr_uninterruptible(void)
3252 {
3253         unsigned long i, sum = 0;
3254
3255         for_each_possible_cpu(i)
3256                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
3257
3258         /*
3259          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
3260          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
3261          */
3262         if (unlikely((long)sum < 0))
3263                 sum = 0;
3264
3265         return sum;
3266 }
3267
3268 unsigned long long nr_context_switches(void)
3269 {
3270         int i;
3271         unsigned long long sum = 0;
3272
3273         for_each_possible_cpu(i)
3274                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3275
3276         return sum;
3277 }
3278
3279 unsigned long nr_iowait(void)
3280 {
3281         unsigned long i, sum = 0;
3282
3283         for_each_possible_cpu(i)
3284                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
3285
3286         return sum;
3287 }
3288
3289 unsigned long avg_nr_running(void)
3290 {
3291         unsigned long i, sum = 0;
3292
3293         for_each_online_cpu(i)
3294                 sum += cpu_rq(i)->ave_nr_running;
3295
3296         return sum;
3297 }
3298
3299 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3300 {
3301         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
3302         return atomic_read(&this->nr_iowait);
3303 }
3304
3305 unsigned long this_cpu_load(void)
3306 {
3307         struct rq *this = this_rq();
3308         return this->cpu_load[0];
3309 }
3310
3311
3312 /* Variables and functions for calc_load */
3313 static atomic_long_t calc_load_tasks;
3314 static unsigned long calc_load_update;
3315 unsigned long avenrun[3];
3316 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
3317
3318 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
3319 {
3320         long nr_active, delta = 0;
3321
3322         nr_active = this_rq->nr_running;
3323         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3324
3325         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3326                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3327                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3328         }
3329
3330         return delta;
3331 }
3332
3333 static unsigned long
3334 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3335 {
3336         load *= exp;
3337         load += active * (FIXED_1 - exp);
3338         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
3339         return load >> FSHIFT;
3340 }
3341
3342 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3343 /*
3344  * For NO_HZ we delay the active fold to the next LOAD_FREQ update.
3345  *
3346  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
3347  */
3348 static atomic_long_t calc_load_tasks_idle;
3349
3350 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
3351 {
3352         long delta;
3353
3354         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
3355         if (delta)
3356                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks_idle);
3357 }
3358
3359 static long calc_load_fold_idle(void)
3360 {
3361         long delta = 0;
3362
3363         /*
3364          * Its got a race, we don't care...
3365          */
3366         if (atomic_long_read(&calc_load_tasks_idle))
3367                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_tasks_idle, 0);
3368
3369         return delta;
3370 }
3371
3372 /**
3373  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
3374  *
3375  * @x:         base of the power
3376  * @frac_bits: fractional bits of @x
3377  * @n:         power to raise @x to.
3378  *
3379  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
3380  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
3381  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
3382  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
3383  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
3384  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
3385  * vector.
3386  */
3387 static unsigned long
3388 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
3389 {
3390         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
3391
3392         if (n) for (;;) {
3393                 if (n & 1) {
3394                         result *= x;
3395                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
3396                         result >>= frac_bits;
3397                 }
3398                 n >>= 1;
3399                 if (!n)
3400                         break;
3401                 x *= x;
3402                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
3403                 x >>= frac_bits;
3404         }
3405
3406         return result;
3407 }
3408
3409 /*
3410  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
3411  *
3412  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
3413  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
3414  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
3415  *
3416  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
3417  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
3418  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
3419  *
3420  *  ...
3421  *
3422  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
3423  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
3424  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
3425  *
3426  * [1] application of the geometric series:
3427  *
3428  *              n         1 - x^(n+1)
3429  *     S_n := \Sum x^i = -------------
3430  *             i=0          1 - x
3431  */
3432 static unsigned long
3433 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
3434             unsigned long active, unsigned int n)
3435 {
3436
3437         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
3438 }
3439
3440 /*
3441  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
3442  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
3443  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
3444  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
3445  *
3446  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
3447  * weights adjusted to the number of cycles missed.
3448  */
3449 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
3450 {
3451         long delta, active, n;
3452
3453         if (time_before(jiffies, calc_load_update))
3454                 return;
3455
3456         /*
3457          * If we crossed a calc_load_update boundary, make sure to fold
3458          * any pending idle changes, the respective CPUs might have
3459          * missed the tick driven calc_load_account_active() update
3460          * due to NO_HZ.
3461          */
3462         delta = calc_load_fold_idle();
3463         if (delta)
3464                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3465
3466         /*
3467          * If we were idle for multiple load cycles, apply them.
3468          */
3469         if (ticks >= LOAD_FREQ) {
3470                 n = ticks / LOAD_FREQ;
3471
3472                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3473                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3474
3475                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
3476                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
3477                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
3478
3479                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
3480         }
3481
3482         /*
3483          * Its possible the remainder of the above division also crosses
3484          * a LOAD_FREQ period, the regular check in calc_global_load()
3485          * which comes after this will take care of that.
3486          *
3487          * Consider us being 11 ticks before a cycle completion, and us
3488          * sleeping for 4*LOAD_FREQ + 22 ticks, then the above code will
3489          * age us 4 cycles, and the test in calc_global_load() will
3490          * pick up the final one.
3491          */
3492 }
3493 #else
3494 static void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq)
3495 {
3496 }
3497
3498 static inline long calc_load_fold_idle(void)
3499 {
3500         return 0;
3501 }
3502
3503 static void calc_global_nohz(unsigned long ticks)
3504 {
3505 }
3506 #endif
3507
3508 /**
3509  * get_avenrun - get the load average array
3510  * @loads:      pointer to dest load array
3511  * @offset:     offset to add
3512  * @shift:      shift count to shift the result left
3513  *
3514  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3515  */
3516 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3517 {
3518         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3519         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3520         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3521 }
3522
3523 /*
3524  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3525  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3526  */
3527 void calc_global_load(unsigned long ticks)
3528 {
3529         long active;
3530
3531         calc_global_nohz(ticks);
3532
3533         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
3534                 return;
3535
3536         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3537         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3538
3539         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3540         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3541         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3542
3543         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3544 }
3545
3546 /*
3547  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
3548  * active count.
3549  */
3550 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3551 {
3552         long delta;
3553
3554         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
3555                 return;
3556
3557         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
3558         delta += calc_load_fold_idle();
3559         if (delta)
3560                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3561
3562         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3563 }
3564
3565 /*
3566  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
3567  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
3568  *
3569  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
3570  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
3571  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3572  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
3573  *
3574  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
3575  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
3576  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
3577  *
3578  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
3579  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
3580  * particular idx is approximated to be zero.
3581  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
3582  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
3583  * based on 128 point scale.
3584  * Example:
3585  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
3586  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
3587  *
3588  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
3589  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
3590  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
3591  */
3592 #define DEGRADE_SHIFT           7
3593 static const unsigned char
3594                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
3595 static const unsigned char
3596                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
3597                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
3598                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
3599                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
3600                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
3601                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
3602
3603 /*
3604  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
3605  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
3606  * adding any new load.
3607  */
3608 static unsigned long
3609 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
3610 {
3611         int j = 0;
3612
3613         if (!missed_updates)
3614                 return load;
3615
3616         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
3617                 return 0;
3618
3619         if (idx == 1)
3620                 return load >> missed_updates;
3621
3622         while (missed_updates) {
3623                 if (missed_updates % 2)
3624                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
3625
3626                 missed_updates >>= 1;
3627                 j++;
3628         }
3629         return load;
3630 }
3631
3632 /*
3633  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3634  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
3635  * every tick. We fix it up based on jiffies.
3636  */
3637 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3638 {
3639         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3640         unsigned long curr_jiffies = jiffies;
3641         unsigned long pending_updates;
3642         int i, scale;
3643
3644         this_rq->nr_load_updates++;
3645
3646         /* Avoid repeated calls on same jiffy, when moving in and out of idle */
3647         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
3648                 return;
3649
3650         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
3651         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
3652
3653         /* Update our load: */
3654         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
3655         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3656                 unsigned long old_load, new_load;
3657
3658                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3659
3660                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3661                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
3662                 new_load = this_load;
3663                 /*
3664                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3665                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3666                  * example.
3667                  */
3668                 if (new_load > old_load)
3669                         new_load += scale - 1;
3670
3671                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
3672         }
3673
3674         sched_avg_update(this_rq);
3675 }
3676
3677 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
3678 {
3679         update_cpu_load(this_rq);
3680
3681         calc_load_account_active(this_rq);
3682 }
3683
3684 #ifdef CONFIG_SMP
3685
3686 /*
3687  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3688  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3689  */
3690 void sched_exec(void)
3691 {
3692         struct task_struct *p = current;
3693         unsigned long flags;
3694         int dest_cpu;
3695
3696         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3697         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3698         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3699                 goto unlock;
3700
3701         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3702                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3703
3704                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3705                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3706                 return;
3707         }
3708 unlock:
3709         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3710 }
3711
3712 #endif
3713
3714 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3715
3716 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3717
3718 /*
3719  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
3720  * @p in case that task is currently running.
3721  *
3722  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
3723  */
3724 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3725 {
3726         u64 ns = 0;
3727
3728         if (task_current(rq, p)) {
3729                 update_rq_clock(rq);
3730                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
3731                 if ((s64)ns < 0)
3732                         ns = 0;
3733         }
3734
3735         return ns;
3736 }
3737
3738 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
3739 {
3740         unsigned long flags;
3741         struct rq *rq;
3742         u64 ns = 0;
3743
3744         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3745         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
3746         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3747
3748         return ns;
3749 }
3750
3751 /*
3752  * Return accounted runtime for the task.
3753  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3754  * pending runtime that have not been accounted yet.
3755  */
3756 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3757 {
3758         unsigned long flags;
3759         struct rq *rq;
3760         u64 ns = 0;
3761
3762         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3763         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
3764         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3765
3766         return ns;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * Account user cpu time to a process.
3771  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3772  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3773  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3774  */
3775 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3776                        cputime_t cputime_scaled)
3777 {
3778         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3779         cputime64_t tmp;
3780
3781         /* Add user time to process. */
3782         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3783         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
3784         account_group_user_time(p, cputime);
3785
3786         /* Add user time to cpustat. */
3787         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3788         if (TASK_NICE(p) > 0)
3789                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3790         else
3791                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3792
3793         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
3794         /* Account for user time used */
3795         acct_update_integrals(p);
3796 }
3797
3798 /*
3799  * Account guest cpu time to a process.
3800  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3801  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3802  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3803  */
3804 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3805                                cputime_t cputime_scaled)
3806 {
3807         cputime64_t tmp;
3808         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3809
3810         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3811
3812         /* Add guest time to process. */
3813         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3814         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
3815         account_group_user_time(p, cputime);
3816         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3817
3818         /* Add guest time to cpustat. */
3819         if (TASK_NICE(p) > 0) {
3820                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3821                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
3822         } else {
3823                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3824                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3825         }
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
3830  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3831  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3832  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3833  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
3834  */
3835 static inline
3836 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
3837                         cputime_t cputime_scaled, cputime64_t *target_cputime64)
3838 {
3839         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3840
3841         /* Add system time to process. */
3842         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3843         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
3844         account_group_system_time(p, cputime);
3845
3846         /* Add system time to cpustat. */
3847         *target_cputime64 = cputime64_add(*target_cputime64, tmp);
3848         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
3849
3850         /* Account for system time used */
3851         acct_update_integrals(p);
3852 }
3853
3854 /*
3855  * Account system cpu time to a process.
3856  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3857  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3858  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3859  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
3860  */
3861 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3862                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
3863 {
3864         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3865         cputime64_t *target_cputime64;
3866
3867         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
3868                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
3869                 return;
3870         }
3871
3872         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3873                 target_cputime64 = &cpustat->irq;
3874         else if (in_serving_softirq())
3875                 target_cputime64 = &cpustat->softirq;
3876         else
3877                 target_cputime64 = &cpustat->system;
3878
3879         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, target_cputime64);
3880 }
3881
3882 /*
3883  * Account for involuntary wait time.
3884  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
3885  */
3886 void account_steal_time(cputime_t cputime)
3887 {
3888         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3889         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
3890
3891         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
3892 }
3893
3894 /*
3895  * Account for idle time.
3896  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
3897  */
3898 void account_idle_time(cputime_t cputime)
3899 {
3900         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3901         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
3902         struct rq *rq = this_rq();
3903
3904         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3905                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
3906         else
3907                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
3908 }
3909
3910 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
3911 {
3912 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
3913         if (static_branch(&paravirt_steal_enabled)) {
3914                 u64 steal, st = 0;
3915
3916                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
3917                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
3918
3919                 st = steal_ticks(steal);
3920                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
3921
3922                 account_steal_time(st);
3923                 return st;
3924         }
3925 #endif
3926         return false;
3927 }
3928
3929 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
3930
3931 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
3932 /*
3933  * Account a tick to a process and cpustat
3934  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3935  * @user_tick: is the tick from userspace
3936  * @rq: the pointer to rq
3937  *
3938  * Tick demultiplexing follows the order
3939  * - pending hardirq update
3940  * - pending softirq update
3941  * - user_time
3942  * - idle_time
3943  * - system time
3944  *   - check for guest_time
3945  *   - else account as system_time
3946  *
3947  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
3948  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
3949  * opportunity to update it solely in system time.
3950  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
3951  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
3952  */
3953 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
3954                                                 struct rq *rq)
3955 {
3956         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
3957         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(cputime_one_jiffy);
3958         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3959
3960         if (steal_account_process_tick())
3961                 return;
3962
3963         if (irqtime_account_hi_update()) {
3964                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
3965         } else if (irqtime_account_si_update()) {
3966                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
3967         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
3968                 /*
3969                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
3970                  * So, we have to handle it separately here.
3971                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
3972                  */
3973                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
3974                                         &cpustat->softirq);
3975         } else if (user_tick) {
3976                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
3977         } else if (p == rq->idle) {
3978                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
3979         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
3980                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
3981         } else {
3982                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
3983                                         &cpustat->system);
3984         }
3985 }
3986
3987 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
3988 {
3989         int i;
3990         struct rq *rq = this_rq();
3991
3992         for (i = 0; i < ticks; i++)
3993                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
3994 }
3995 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
3996 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
3997 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
3998                                                 struct rq *rq) {}
3999 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
4000
4001 /*
4002  * Account a single tick of cpu time.
4003  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4004  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4005  */
4006 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4007 {
4008         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
4009         struct rq *rq = this_rq();
4010
4011         if (sched_clock_irqtime) {
4012                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
4013                 return;
4014         }
4015
4016         if (steal_account_process_tick())
4017                 return;
4018
4019         if (user_tick)
4020                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4021         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4022                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
4023                                     one_jiffy_scaled);
4024         else
4025                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
4026 }
4027
4028 /*
4029  * Account multiple ticks of steal time.
4030  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4031  * @ticks: number of stolen ticks
4032  */
4033 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4034 {
4035         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Account multiple ticks of idle time.
4040  * @ticks: number of stolen ticks
4041  */
4042 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4043 {
4044
4045         if (sched_clock_irqtime) {
4046                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
4047                 return;
4048         }
4049
4050         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4051 }
4052
4053 #endif
4054
4055 /*
4056  * Use precise platform statistics if available:
4057  */
4058 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4059 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4060 {
4061         *ut = p->utime;
4062         *st = p->stime;
4063 }
4064
4065 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4066 {
4067         struct task_cputime cputime;
4068
4069         thread_group_cputime(p, &cputime);
4070
4071         *ut = cputime.utime;
4072         *st = cputime.stime;
4073 }
4074 #else
4075
4076 #ifndef nsecs_to_cputime
4077 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
4078 #endif
4079
4080 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4081 {
4082         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
4083
4084         /*
4085          * Use CFS's precise accounting:
4086          */
4087         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
4088
4089         if (total) {
4090                 u64 temp = rtime;
4091
4092                 temp *= utime;
4093                 do_div(temp, total);
4094                 utime = (cputime_t)temp;
4095         } else
4096                 utime = rtime;
4097
4098         /*
4099          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
4100          */
4101         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
4102         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
4103
4104         *ut = p->prev_utime;
4105         *st = p->prev_stime;
4106 }
4107
4108 /*
4109  * Must be called with siglock held.
4110  */
4111 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
4112 {
4113         struct signal_struct *sig = p->signal;
4114         struct task_cputime cputime;
4115         cputime_t rtime, utime, total;
4116
4117         thread_group_cputime(p, &cputime);
4118
4119         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
4120         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
4121
4122         if (total) {
4123                 u64 temp = rtime;
4124
4125                 temp *= cputime.utime;
4126                 do_div(temp, total);
4127                 utime = (cputime_t)temp;
4128         } else
4129                 utime = rtime;
4130
4131         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
4132         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
4133                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
4134
4135         *ut = sig->prev_utime;
4136         *st = sig->prev_stime;
4137 }
4138 #endif
4139
4140 /*
4141  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4142  * We call it with interrupts disabled.
4143  */
4144 void scheduler_tick(void)
4145 {
4146         int cpu = smp_processor_id();
4147         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4148         struct task_struct *curr = rq->curr;
4149
4150         sched_clock_tick();
4151
4152         raw_spin_lock(&rq->lock);
4153         update_rq_clock(rq);
4154         update_cpu_load_active(rq);
4155         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4156         raw_spin_unlock(&rq->lock);
4157
4158         perf_event_task_tick();
4159
4160 #ifdef CONFIG_SMP
4161         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4162         trigger_load_balance(rq, cpu);
4163 #endif
4164 }
4165
4166 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4167 {
4168         if (in_lock_functions(addr)) {
4169                 addr = CALLER_ADDR2;
4170                 if (in_lock_functions(addr))
4171                         addr = CALLER_ADDR3;
4172         }
4173         return addr;
4174 }
4175
4176 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4177                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4178
4179 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4180 {
4181 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4182         /*
4183          * Underflow?
4184          */
4185         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4186                 return;
4187 #endif
4188         preempt_count() += val;
4189 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4190         /*
4191          * Spinlock count overflowing soon?
4192          */
4193         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4194                                 PREEMPT_MASK - 10);
4195 #endif
4196         if (preempt_count() == val)
4197                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4198 }
4199 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4200
4201 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4202 {
4203 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4204         /*
4205          * Underflow?
4206          */
4207         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4208                 return;
4209         /*
4210          * Is the spinlock portion underflowing?
4211          */
4212         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4213                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4214                 return;
4215 #endif
4216
4217         if (preempt_count() == val)
4218                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4219         preempt_count() -= val;
4220 }
4221 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4222
4223 #endif
4224
4225 /*
4226  * Print scheduling while atomic bug:
4227  */
4228 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4229 {
4230         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4231
4232         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4233                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4234
4235         debug_show_held_locks(prev);
4236         print_modules();
4237         if (irqs_disabled())
4238                 print_irqtrace_events(prev);
4239
4240         if (regs)
4241                 show_regs(regs);
4242         else
4243                 dump_stack();
4244 }
4245
4246 /*
4247  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4248  */
4249 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4250 {
4251         /*
4252          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4253          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4254          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4255          */
4256         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4257                 __schedule_bug(prev);
4258
4259         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4260
4261         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4262 }
4263
4264 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4265 {
4266         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
4267                 update_rq_clock(rq);
4268         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4269 }
4270
4271 /*
4272  * Pick up the highest-prio task:
4273  */
4274 static inline struct task_struct *
4275 pick_next_task(struct rq *rq)
4276 {
4277         const struct sched_class *class;
4278         struct task_struct *p;
4279
4280         /*
4281          * Optimization: we know that if all tasks are in
4282          * the fair class we can call that function directly:
4283          */
4284         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4285                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4286                 if (likely(p))
4287                         return p;
4288         }
4289
4290         for_each_class(class) {
4291                 p = class->pick_next_task(rq);
4292                 if (p)
4293                         return p;
4294         }
4295
4296         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
4297 }
4298
4299 /*
4300  * __schedule() is the main scheduler function.
4301  */
4302 static void __sched __schedule(void)
4303 {
4304         struct task_struct *prev, *next;
4305         unsigned long *switch_count;
4306         struct rq *rq;
4307         int cpu;
4308
4309 need_resched:
4310         preempt_disable();
4311         cpu = smp_processor_id();
4312         rq = cpu_rq(cpu);
4313         rcu_note_context_switch(cpu);
4314         prev = rq->curr;
4315
4316         schedule_debug(prev);
4317
4318         if (sched_feat(HRTICK))
4319                 hrtick_clear(rq);
4320
4321         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
4322
4323         switch_count = &prev->nivcsw;
4324         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4325                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
4326                         prev->state = TASK_RUNNING;
4327                 } else {
4328                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
4329                         prev->on_rq = 0;
4330
4331                         /*
4332                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
4333                          * whether it wants to wake up a task to maintain
4334                          * concurrency.
4335                          */
4336                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
4337                                 struct task_struct *to_wakeup;
4338
4339                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
4340                                 if (to_wakeup)
4341                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
4342                         }
4343                 }
4344                 switch_count = &prev->nvcsw;
4345         }
4346
4347         pre_schedule(rq, prev);
4348
4349         if (unlikely(!rq->nr_running))
4350                 idle_balance(cpu, rq);
4351
4352         put_prev_task(rq, prev);
4353         next = pick_next_task(rq);
4354         clear_tsk_need_resched(prev);
4355         rq->skip_clock_update = 0;
4356
4357         if (likely(prev != next)) {
4358                 rq->nr_switches++;
4359                 rq->curr = next;
4360                 ++*switch_count;
4361
4362                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4363                 /*
4364                  * The context switch have flipped the stack from under us
4365                  * and restored the local variables which were saved when
4366                  * this task called schedule() in the past. prev == current
4367                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
4368                  */
4369                 cpu = smp_processor_id();
4370                 rq = cpu_rq(cpu);
4371         } else
4372                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
4373
4374         post_schedule(rq);
4375
4376         preempt_enable_no_resched();
4377         if (need_resched())
4378                 goto need_resched;
4379 }
4380
4381 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4382 {
4383         if (!tsk->state)
4384                 return;
4385         /*
4386          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4387          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4388          */
4389         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4390                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4391 }
4392
4393 asmlinkage void __sched schedule(void)
4394 {
4395         struct task_struct *tsk = current;
4396
4397         sched_submit_work(tsk);
4398         __schedule();
4399 }
4400 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4401
4402 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
4403
4404 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4405 {
4406         if (lock->owner != owner)
4407                 return false;
4408
4409         /*
4410          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
4411          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
4412          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
4413          * ensures the memory stays valid.
4414          */
4415         barrier();
4416
4417         return owner->on_cpu;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
4422  * access and not reliable.
4423  */
4424 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
4425 {
4426         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
4427                 return 0;
4428
4429         rcu_read_lock();
4430         while (owner_running(lock, owner)) {
4431                 if (need_resched())
4432                         break;
4433
4434                 arch_mutex_cpu_relax();
4435         }
4436         rcu_read_unlock();
4437
4438         /*
4439          * We break out the loop above on need_resched() and when the
4440          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
4441          * success only when lock->owner is NULL.
4442          */
4443         return lock->owner == NULL;
4444 }
4445 #endif
4446
4447 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4448 /*
4449  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4450  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4451  * occur there and call schedule directly.
4452  */
4453 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
4454 {
4455         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4456
4457         /*
4458          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4459          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4460          */
4461         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4462                 return;
4463
4464         do {
4465                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4466                 __schedule();
4467                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
4468
4469                 /*
4470                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4471                  * between schedule and now.
4472                  */
4473                 barrier();
4474         } while (need_resched());
4475 }
4476 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4477
4478 /*
4479  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4480  * off of irq context.
4481  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4482  * protect us against recursive calling from irq.
4483  */
4484 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4485 {
4486         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4487
4488         /* Catch callers which need to be fixed */
4489         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4490
4491         do {
4492                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4493                 local_irq_enable();
4494                 __schedule();
4495                 local_irq_disable();
4496                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4497
4498                 /*
4499                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4500                  * between schedule and now.
4501                  */
4502                 barrier();
4503         } while (need_resched());
4504 }
4505
4506 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4507
4508 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4509                           void *key)
4510 {
4511         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4512 }
4513 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4514
4515 /*
4516  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4517  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4518  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4519  *
4520  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4521  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4522  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4523  */
4524 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4525                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
4526 {
4527         wait_queue_t *curr, *next;
4528
4529         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4530                 unsigned flags = curr->flags;
4531
4532                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
4533                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4534                         break;
4535         }
4536 }
4537
4538 /**
4539  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4540  * @q: the waitqueue
4541  * @mode: which threads
4542  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4543  * @key: is directly passed to the wakeup function
4544  *
4545  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4546  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4547  */
4548 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4549                         int nr_exclusive, void *key)
4550 {
4551         unsigned long flags;
4552
4553         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4554         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4555         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4556 }
4557 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4558
4559 /*
4560  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4561  */
4562 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4563 {
4564         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4565 }
4566 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
4567
4568 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
4569 {
4570         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
4571 }
4572 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
4573
4574 /**
4575  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
4576  * @q: the waitqueue
4577  * @mode: which threads
4578  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4579  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
4580  *
4581  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4582  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4583  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4584  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4585  *
4586  * On UP it can prevent extra preemption.
4587  *
4588  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4589  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4590  */
4591 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4592                         int nr_exclusive, void *key)
4593 {
4594         unsigned long flags;
4595         int wake_flags = WF_SYNC;
4596
4597         if (unlikely(!q))
4598                 return;
4599
4600         if (unlikely(!nr_exclusive))
4601                 wake_flags = 0;
4602
4603         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4604         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
4605         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4606 }
4607 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
4608
4609 /*
4610  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
4611  */
4612 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4613 {
4614         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
4615 }
4616 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4617
4618 /**
4619  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4620  * @x:  holds the state of this particular completion
4621  *
4622  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4623  * awakened in the same order in which they were queued.
4624  *
4625  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4626  *
4627  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4628  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4629  */
4630 void complete(struct completion *x)
4631 {
4632         unsigned long flags;
4633
4634         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4635         x->done++;
4636         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4637         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4638 }
4639 EXPORT_SYMBOL(complete);
4640
4641 /**
4642  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4643  * @x:  holds the state of this particular completion
4644  *
4645  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4646  *
4647  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
4648  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
4649  */
4650 void complete_all(struct completion *x)
4651 {
4652         unsigned long flags;
4653
4654         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4655         x->done += UINT_MAX/2;
4656         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4657         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4658 }
4659 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4660
4661 static inline long __sched
4662 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4663 {
4664         if (!x->done) {
4665                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4666
4667                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
4668                 do {
4669                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4670                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4671                                 break;
4672                         }
4673                         __set_current_state(state);
4674                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4675                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4676                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4677                 } while (!x->done && timeout);
4678                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4679                 if (!x->done)
4680                         return timeout;
4681         }
4682         x->done--;
4683         return timeout ?: 1;
4684 }
4685
4686 static long __sched
4687 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4688 {
4689         might_sleep();
4690
4691         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4692         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4693         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4694         return timeout;
4695 }
4696
4697 /**
4698  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
4699  * @x:  holds the state of this particular completion
4700  *
4701  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
4702  * interruptible and there is no timeout.
4703  *
4704  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
4705  * and interrupt capability. Also see complete().
4706  */
4707 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
4708 {
4709         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4710 }
4711 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
4712
4713 /**
4714  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
4715  * @x:  holds the state of this particular completion
4716  * @timeout:  timeout value in jiffies
4717  *
4718  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4719  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
4720  * interruptible.
4721  */
4722 unsigned long __sched
4723 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
4724 {
4725         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4726 }
4727 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
4728
4729 /**
4730  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
4731  * @x:  holds the state of this particular completion
4732  *
4733  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
4734  * interruptible.
4735  */
4736 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
4737 {
4738         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
4739         if (t == -ERESTARTSYS)
4740                 return t;
4741         return 0;
4742 }
4743 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
4744
4745 /**
4746  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
4747  * @x:  holds the state of this particular completion
4748  * @timeout:  timeout value in jiffies
4749  *
4750  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4751  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
4752  */
4753 long __sched
4754 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
4755                                           unsigned long timeout)
4756 {
4757         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
4758 }
4759 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
4760
4761 /**
4762  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
4763  * @x:  holds the state of this particular completion
4764  *
4765  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
4766  * interrupted by a kill signal.
4767  */
4768 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
4769 {
4770         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
4771         if (t == -ERESTARTSYS)
4772                 return t;
4773         return 0;
4774 }
4775 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
4776
4777 /**
4778  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
4779  * @x:  holds the state of this particular completion
4780  * @timeout:  timeout value in jiffies
4781  *
4782  * This waits for either a completion of a specific task to be
4783  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
4784  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
4785  */
4786 long __sched
4787 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
4788                                      unsigned long timeout)
4789 {
4790         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
4791 }
4792 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
4793
4794 /**
4795  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
4796  *      @x:     completion structure
4797  *
4798  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
4799  *               1 if a decrement succeeded.
4800  *
4801  *      If a completion is being used as a counting completion,
4802  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
4803  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
4804  *      is protecting is not available.
4805  */
4806 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
4807 {
4808         unsigned long flags;
4809         int ret = 1;
4810
4811         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4812         if (!x->done)
4813                 ret = 0;
4814         else
4815                 x->done--;
4816         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4817         return ret;
4818 }
4819 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
4820
4821 /**
4822  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
4823  *      @x:     completion structure
4824  *
4825  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
4826  *               1 if there are no waiters.
4827  *
4828  */
4829 bool completion_done(struct completion *x)
4830 {
4831         unsigned long flags;
4832         int ret = 1;
4833
4834         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4835         if (!x->done)
4836                 ret = 0;
4837         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4838         return ret;
4839 }
4840 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
4841
4842 static long __sched
4843 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
4844 {
4845         unsigned long flags;
4846         wait_queue_t wait;
4847
4848         init_waitqueue_entry(&wait, current);
4849
4850         __set_current_state(state);
4851
4852         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4853         __add_wait_queue(q, &wait);
4854         spin_unlock(&q->lock);
4855         timeout = schedule_timeout(timeout);
4856         spin_lock_irq(&q->lock);
4857         __remove_wait_queue(q, &wait);
4858         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4859
4860         return timeout;
4861 }
4862
4863 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4864 {
4865         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4866 }
4867 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
4868
4869 long __sched
4870 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4871 {
4872         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
4873 }
4874 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
4875
4876 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4877 {
4878         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4879 }
4880 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
4881
4882 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4883 {
4884         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
4885 }
4886 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
4887
4888 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4889
4890 /*
4891  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4892  * @p: task
4893  * @prio: prio value (kernel-internal form)
4894  *
4895  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4896  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4897  *
4898  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
4899  */
4900 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
4901 {
4902         int oldprio, on_rq, running;
4903         struct rq *rq;
4904         const struct sched_class *prev_class;
4905
4906         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
4907
4908         rq = __task_rq_lock(p);
4909
4910         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
4911         oldprio = p->prio;
4912         prev_class = p->sched_class;
4913         on_rq = p->on_rq;
4914         running = task_current(rq, p);
4915         if (on_rq)
4916                 dequeue_task(rq, p, 0);
4917         if (running)
4918                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4919
4920         if (rt_prio(prio))
4921                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4922         else
4923                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4924
4925         p->prio = prio;
4926
4927         if (running)
4928                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4929         if (on_rq)
4930                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
4931
4932         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4933         __task_rq_unlock(rq);
4934 }
4935
4936 #endif
4937
4938 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4939 {
4940         int old_prio, delta, on_rq;
4941         unsigned long flags;
4942         struct rq *rq;
4943
4944         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
4945                 return;
4946         /*
4947          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4948          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4949          */
4950         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4951         /*
4952          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4953          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4954          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4955          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
4956          */
4957         if (task_has_rt_policy(p)) {
4958                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4959                 goto out_unlock;
4960         }
4961         on_rq = p->on_rq;
4962         if (on_rq)
4963                 dequeue_task(rq, p, 0);
4964
4965         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4966         set_load_weight(p);
4967         old_prio = p->prio;
4968         p->prio = effective_prio(p);
4969         delta = p->prio - old_prio;
4970
4971         if (on_rq) {
4972                 enqueue_task(rq, p, 0);
4973                 /*
4974                  * If the task increased its priority or is running and
4975                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4976                  */
4977                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4978                         resched_task(rq->curr);
4979         }
4980 out_unlock:
4981         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4982 }
4983 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4984
4985 /*
4986  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4987  * @p: task
4988  * @nice: nice value
4989  */
4990 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4991 {
4992         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
4993         int nice_rlim = 20 - nice;
4994
4995         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4996                 capable(CAP_SYS_NICE));
4997 }
4998
4999 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5000
5001 /*
5002  * sys_nice - change the priority of the current process.
5003  * @increment: priority increment
5004  *
5005  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5006  * does similar things.
5007  */
5008 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5009 {
5010         long nice, retval;
5011
5012         /*
5013          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5014          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5015          * and we have a single winner.
5016          */
5017         if (increment < -40)
5018                 increment = -40;
5019         if (increment > 40)
5020                 increment = 40;
5021
5022         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5023         if (nice < -20)
5024                 nice = -20;
5025         if (nice > 19)
5026                 nice = 19;
5027
5028         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5029                 return -EPERM;
5030
5031         retval = security_task_setnice(current, nice);
5032         if (retval)
5033                 return retval;
5034
5035         set_user_nice(current, nice);
5036         return 0;
5037 }
5038
5039 #endif
5040
5041 /**
5042  * task_prio - return the priority value of a given task.
5043  * @p: the task in question.
5044  *
5045  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5046  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5047  * around 0, value goes from -16 to +15.
5048  */
5049 int task_prio(const struct task_struct *p)
5050 {
5051         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5052 }
5053
5054 /**
5055  * task_nice - return the nice value of a given task.
5056  * @p: the task in question.
5057  */
5058 int task_nice(const struct task_struct *p)
5059 {
5060         return TASK_NICE(p);
5061 }
5062 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5063
5064 /**
5065  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5066  * @cpu: the processor in question.
5067  */
5068 int idle_cpu(int cpu)
5069 {
5070         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5071 }
5072
5073 /**
5074  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5075  * @cpu: the processor in question.
5076  */
5077 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5078 {
5079         return cpu_rq(cpu)->idle;
5080 }
5081
5082 /**
5083  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5084  * @pid: the pid in question.
5085  */
5086 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5087 {
5088         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5089 }
5090
5091 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5092 static void
5093 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5094 {
5095         p->policy = policy;
5096         p->rt_priority = prio;
5097         p->normal_prio = normal_prio(p);
5098         /* we are holding p->pi_lock already */
5099         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5100         if (rt_prio(p->prio))
5101                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5102         else
5103                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5104         set_load_weight(p);
5105 }
5106
5107 /*
5108  * check the target process has a UID that matches the current process's
5109  */
5110 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5111 {
5112         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5113         bool match;
5114
5115         rcu_read_lock();
5116         pcred = __task_cred(p);
5117         if (cred->user->user_ns == pcred->user->user_ns)
5118                 match = (cred->euid == pcred->euid ||
5119                          cred->euid == pcred->uid);
5120         else
5121                 match = false;
5122         rcu_read_unlock();
5123         return match;
5124 }
5125
5126 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5127                                 const struct sched_param *param, bool user)
5128 {
5129         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5130         unsigned long flags;
5131         const struct sched_class *prev_class;
5132         struct rq *rq;
5133         int reset_on_fork;
5134
5135         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5136         BUG_ON(in_interrupt());
5137 recheck:
5138         /* double check policy once rq lock held */
5139         if (policy < 0) {
5140                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
5141                 policy = oldpolicy = p->policy;
5142         } else {
5143                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
5144                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5145
5146                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5147                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5148                                 policy != SCHED_IDLE)
5149                         return -EINVAL;
5150         }
5151
5152         /*
5153          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5154          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5155          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5156          */
5157         if (param->sched_priority < 0 ||
5158             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5159             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5160                 return -EINVAL;
5161         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5162                 return -EINVAL;
5163
5164         /*
5165          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5166          */
5167         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5168                 if (rt_policy(policy)) {
5169                         unsigned long rlim_rtprio =
5170                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
5171
5172                         /* can't set/change the rt policy */
5173                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5174                                 return -EPERM;
5175
5176                         /* can't increase priority */
5177                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5178                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5179                                 return -EPERM;
5180                 }
5181
5182                 /*
5183                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
5184                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
5185                  */
5186                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
5187                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
5188                                 return -EPERM;
5189                 }
5190
5191                 /* can't change other user's priorities */
5192                 if (!check_same_owner(p))
5193                         return -EPERM;
5194
5195                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
5196                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
5197                         return -EPERM;
5198         }
5199
5200         if (user) {
5201                 retval = security_task_setscheduler(p);
5202                 if (retval)
5203                         return retval;
5204         }
5205
5206         /*
5207          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5208          * changing the priority of the task:
5209          *
5210          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
5211          * runqueue lock must be held.
5212          */
5213         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5214
5215         /*
5216          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
5217          */
5218         if (p == rq->stop) {
5219                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5220                 return -EINVAL;
5221         }
5222
5223         /*
5224          * If not changing anything there's no need to proceed further:
5225          */
5226         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
5227                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
5228
5229                 __task_rq_unlock(rq);
5230                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5231                 return 0;
5232         }
5233
5234 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5235         if (user) {
5236                 /*
5237                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5238                  * assigned.
5239                  */
5240                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5241                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
5242                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
5243                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5244                         return -EPERM;
5245                 }
5246         }
5247 #endif
5248
5249         /* recheck policy now with rq lock held */
5250         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5251                 policy = oldpolicy = -1;
5252                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5253                 goto recheck;
5254         }
5255         on_rq = p->on_rq;
5256         running = task_current(rq, p);
5257         if (on_rq)
5258                 deactivate_task(rq, p, 0);
5259         if (running)
5260                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5261
5262         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5263
5264         oldprio = p->prio;
5265         prev_class = p->sched_class;
5266         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5267
5268         if (running)
5269                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5270         if (on_rq)
5271                 activate_task(rq, p, 0);
5272
5273         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5274         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5275
5276         rt_mutex_adjust_pi(p);
5277
5278         return 0;
5279 }
5280
5281 /**
5282  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5283  * @p: the task in question.
5284  * @policy: new policy.
5285  * @param: structure containing the new RT priority.
5286  *
5287  * NOTE that the task may be already dead.
5288  */
5289 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5290                        const struct sched_param *param)
5291 {
5292         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5293 }
5294 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5295
5296 /**
5297  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5298  * @p: the task in question.
5299  * @policy: new policy.
5300  * @param: structure containing the new RT priority.
5301  *
5302  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5303  * current context has permission.  For example, this is needed in
5304  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5305  * but our caller might not have that capability.
5306  */
5307 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5308                                const struct sched_param *param)
5309 {
5310         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5311 }
5312
5313 static int
5314 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5315 {
5316         struct sched_param lparam;
5317         struct task_struct *p;
5318         int retval;
5319
5320         if (!param || pid < 0)
5321                 return -EINVAL;
5322         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5323                 return -EFAULT;
5324
5325         rcu_read_lock();
5326         retval = -ESRCH;
5327         p = find_process_by_pid(pid);
5328         if (p != NULL)
5329                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5330         rcu_read_unlock();
5331
5332         return retval;
5333 }
5334
5335 /**
5336  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5337  * @pid: the pid in question.
5338  * @policy: new policy.
5339  * @param: structure containing the new RT priority.
5340  */
5341 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5342                 struct sched_param __user *, param)
5343 {
5344         /* negative values for policy are not valid */
5345         if (policy < 0)
5346                 return -EINVAL;
5347
5348         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5349 }
5350
5351 /**
5352  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5353  * @pid: the pid in question.
5354  * @param: structure containing the new RT priority.
5355  */
5356 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5357 {
5358         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5359 }
5360
5361 /**
5362  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5363  * @pid: the pid in question.
5364  */
5365 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5366 {
5367         struct task_struct *p;
5368         int retval;
5369
5370         if (pid < 0)
5371                 return -EINVAL;
5372
5373         retval = -ESRCH;
5374         rcu_read_lock();
5375         p = find_process_by_pid(pid);
5376         if (p) {
5377                 retval = security_task_getscheduler(p);
5378                 if (!retval)
5379                         retval = p->policy
5380                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5381         }
5382         rcu_read_unlock();
5383         return retval;
5384 }
5385
5386 /**
5387  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5388  * @pid: the pid in question.
5389  * @param: structure containing the RT priority.
5390  */
5391 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5392 {
5393         struct sched_param lp;
5394         struct task_struct *p;
5395         int retval;
5396
5397         if (!param || pid < 0)
5398                 return -EINVAL;
5399
5400         rcu_read_lock();
5401         p = find_process_by_pid(pid);
5402         retval = -ESRCH;
5403         if (!p)
5404                 goto out_unlock;
5405
5406         retval = security_task_getscheduler(p);
5407         if (retval)
5408                 goto out_unlock;
5409
5410         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5411         rcu_read_unlock();
5412
5413         /*
5414          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5415          */
5416         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5417
5418         return retval;
5419
5420 out_unlock:
5421         rcu_read_unlock();
5422         return retval;
5423 }
5424
5425 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5426 {
5427         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5428         struct task_struct *p;
5429         int retval;
5430
5431         get_online_cpus();
5432         rcu_read_lock();
5433
5434         p = find_process_by_pid(pid);
5435         if (!p) {
5436                 rcu_read_unlock();
5437                 put_online_cpus();
5438                 return -ESRCH;
5439         }
5440
5441         /* Prevent p going away */
5442         get_task_struct(p);
5443         rcu_read_unlock();
5444
5445         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5446                 retval = -ENOMEM;
5447                 goto out_put_task;
5448         }
5449         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5450                 retval = -ENOMEM;
5451                 goto out_free_cpus_allowed;
5452         }
5453         retval = -EPERM;
5454         if (!check_same_owner(p) && !task_ns_capable(p, CAP_SYS_NICE))
5455                 goto out_unlock;
5456
5457         retval = security_task_setscheduler(p);
5458         if (retval)
5459                 goto out_unlock;
5460
5461         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5462         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5463 again:
5464         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
5465
5466         if (!retval) {
5467                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5468                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5469                         /*
5470                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5471                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5472                          * cpuset's cpus_allowed
5473                          */
5474                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5475                         goto again;
5476                 }
5477         }
5478 out_unlock:
5479         free_cpumask_var(new_mask);
5480 out_free_cpus_allowed:
5481         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5482 out_put_task:
5483         put_task_struct(p);
5484         put_online_cpus();
5485         return retval;
5486 }
5487
5488 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5489                              struct cpumask *new_mask)
5490 {
5491         if (len < cpumask_size())
5492                 cpumask_clear(new_mask);
5493         else if (len > cpumask_size())
5494                 len = cpumask_size();
5495
5496         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5497 }
5498
5499 /**
5500  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5501  * @pid: pid of the process
5502  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5503  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5504  */
5505 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5506                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5507 {
5508         cpumask_var_t new_mask;
5509         int retval;
5510
5511         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5512                 return -ENOMEM;
5513
5514         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5515         if (retval == 0)
5516                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5517         free_cpumask_var(new_mask);
5518         return retval;
5519 }
5520
5521 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5522 {
5523         struct task_struct *p;
5524         unsigned long flags;
5525         int retval;
5526
5527         get_online_cpus();
5528         rcu_read_lock();
5529
5530         retval = -ESRCH;
5531         p = find_process_by_pid(pid);
5532         if (!p)
5533                 goto out_unlock;
5534
5535         retval = security_task_getscheduler(p);
5536         if (retval)
5537                 goto out_unlock;
5538
5539         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5540         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
5541         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5542
5543 out_unlock:
5544         rcu_read_unlock();
5545         put_online_cpus();
5546
5547         return retval;
5548 }
5549
5550 /**
5551  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5552  * @pid: pid of the process
5553  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5554  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5555  */
5556 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5557                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5558 {
5559         int ret;
5560         cpumask_var_t mask;
5561
5562         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5563                 return -EINVAL;
5564         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5565                 return -EINVAL;
5566
5567         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5568                 return -ENOMEM;
5569
5570         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5571         if (ret == 0) {
5572                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
5573
5574                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5575                         ret = -EFAULT;
5576                 else
5577                         ret = retlen;
5578         }
5579         free_cpumask_var(mask);
5580
5581         return ret;
5582 }
5583
5584 /**
5585  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5586  *
5587  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5588  * other threads running on this CPU then this function will return.
5589  */
5590 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5591 {
5592         struct rq *rq = this_rq_lock();
5593
5594         schedstat_inc(rq, yld_count);
5595         current->sched_class->yield_task(rq);
5596
5597         /*
5598          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5599          * no need to preempt or enable interrupts:
5600          */
5601         __release(rq->lock);
5602         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5603         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
5604         preempt_enable_no_resched();
5605
5606         schedule();
5607
5608         return 0;
5609 }
5610
5611 static inline int should_resched(void)
5612 {
5613         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
5614 }
5615
5616 static void __cond_resched(void)
5617 {
5618         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5619         __schedule();
5620         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5621 }
5622
5623 int __sched _cond_resched(void)
5624 {
5625         if (should_resched()) {
5626                 __cond_resched();
5627                 return 1;
5628         }
5629         return 0;
5630 }
5631 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5632
5633 /*
5634  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5635  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5636  *
5637  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5638  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5639  * spin_unlock(), once by hand).
5640  */
5641 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5642 {
5643         int resched = should_resched();
5644         int ret = 0;
5645
5646         lockdep_assert_held(lock);
5647
5648         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5649                 spin_unlock(lock);
5650                 if (resched)
5651                         __cond_resched();
5652                 else
5653                         cpu_relax();
5654                 ret = 1;
5655                 spin_lock(lock);
5656         }
5657         return ret;
5658 }
5659 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5660
5661 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5662 {
5663         BUG_ON(!in_softirq());
5664
5665         if (should_resched()) {
5666                 local_bh_enable();
5667                 __cond_resched();
5668                 local_bh_disable();
5669                 return 1;
5670         }
5671         return 0;
5672 }
5673 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5674
5675 /**
5676  * yield - yield the current processor to other threads.
5677  *
5678  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
5679  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
5680  */
5681 void __sched yield(void)
5682 {
5683         set_current_state(TASK_RUNNING);
5684         sys_sched_yield();
5685 }
5686 EXPORT_SYMBOL(yield);
5687
5688 /**
5689  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5690  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5691  * processor it's on.
5692  * @p: target task
5693  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5694  *
5695  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5696  * can't go away on us before we can do any checks.
5697  *
5698  * Returns true if we indeed boosted the target task.
5699  */
5700 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5701 {
5702         struct task_struct *curr = current;
5703         struct rq *rq, *p_rq;
5704         unsigned long flags;
5705         bool yielded = 0;
5706
5707         local_irq_save(flags);
5708         rq = this_rq();
5709
5710 again:
5711         p_rq = task_rq(p);
5712         double_rq_lock(rq, p_rq);
5713         while (task_rq(p) != p_rq) {
5714                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5715                 goto again;
5716         }
5717
5718         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5719                 goto out;
5720
5721         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5722                 goto out;
5723
5724         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5725                 goto out;
5726
5727         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5728         if (yielded) {
5729                 schedstat_inc(rq, yld_count);
5730                 /*
5731                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5732                  * fairness.
5733                  */
5734                 if (preempt && rq != p_rq)
5735                         resched_task(p_rq->curr);
5736         }
5737
5738 out:
5739         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5740         local_irq_restore(flags);
5741
5742         if (yielded)
5743                 schedule();
5744
5745         return yielded;
5746 }
5747 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5748
5749 /*
5750  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5751  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5752  */
5753 void __sched io_schedule(void)
5754 {
5755         struct rq *rq = raw_rq();
5756
5757         delayacct_blkio_start();
5758         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5759         blk_flush_plug(current);
5760         current->in_iowait = 1;
5761         schedule();
5762         current->in_iowait = 0;
5763         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5764         delayacct_blkio_end();
5765 }
5766 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5767
5768 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5769 {
5770         struct rq *rq = raw_rq();
5771         long ret;
5772
5773         delayacct_blkio_start();
5774         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5775         blk_flush_plug(current);
5776         current->in_iowait = 1;
5777         ret = schedule_timeout(timeout);
5778         current->in_iowait = 0;
5779         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5780         delayacct_blkio_end();
5781         return ret;
5782 }
5783
5784 /**
5785  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5786  * @policy: scheduling class.
5787  *
5788  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
5789  * by a given scheduling class.
5790  */
5791 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5792 {
5793         int ret = -EINVAL;
5794
5795         switch (policy) {
5796         case SCHED_FIFO:
5797         case SCHED_RR:
5798                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5799                 break;
5800         case SCHED_NORMAL:
5801         case SCHED_BATCH:
5802         case SCHED_IDLE:
5803                 ret = 0;
5804                 break;
5805         }
5806         return ret;
5807 }
5808
5809 /**
5810  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5811  * @policy: scheduling class.
5812  *
5813  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
5814  * by a given scheduling class.
5815  */
5816 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5817 {
5818         int ret = -EINVAL;
5819
5820         switch (policy) {
5821         case SCHED_FIFO:
5822         case SCHED_RR:
5823                 ret = 1;
5824                 break;
5825         case SCHED_NORMAL:
5826         case SCHED_BATCH:
5827         case SCHED_IDLE:
5828                 ret = 0;
5829         }
5830         return ret;
5831 }
5832
5833 /**
5834  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5835  * @pid: pid of the process.
5836  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5837  *
5838  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5839  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5840  */
5841 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5842                 struct timespec __user *, interval)
5843 {
5844         struct task_struct *p;
5845         unsigned int time_slice;
5846         unsigned long flags;
5847         struct rq *rq;
5848         int retval;
5849         struct timespec t;
5850
5851         if (pid < 0)
5852                 return -EINVAL;
5853
5854         retval = -ESRCH;
5855         rcu_read_lock();
5856         p = find_process_by_pid(pid);
5857         if (!p)
5858                 goto out_unlock;
5859
5860         retval = security_task_getscheduler(p);
5861         if (retval)
5862                 goto out_unlock;
5863
5864         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5865         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5866         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5867
5868         rcu_read_unlock();
5869         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5870         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5871         return retval;
5872
5873 out_unlock:
5874         rcu_read_unlock();
5875         return retval;
5876 }
5877
5878 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5879
5880 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5881 {
5882         unsigned long free = 0;
5883         unsigned state;
5884
5885         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
5886         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5887                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5888 #if BITS_PER_LONG == 32
5889         if (state == TASK_RUNNING)
5890                 printk(KERN_CONT " running  ");
5891         else
5892                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5893 #else
5894         if (state == TASK_RUNNING)
5895                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5896         else
5897                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5898 #endif
5899 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5900         free = stack_not_used(p);
5901 #endif
5902         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5903                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
5904                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5905
5906         show_stack(p, NULL);
5907 }
5908
5909 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5910 {
5911         struct task_struct *g, *p;
5912
5913 #if BITS_PER_LONG == 32
5914         printk(KERN_INFO
5915                 "  task                PC stack   pid father\n");
5916 #else
5917         printk(KERN_INFO
5918                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5919 #endif
5920         read_lock(&tasklist_lock);
5921         do_each_thread(g, p) {
5922                 /*
5923                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5924                  * console might take a lot of time:
5925                  */
5926                 touch_nmi_watchdog();
5927                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5928                         sched_show_task(p);
5929         } while_each_thread(g, p);
5930
5931         touch_all_softlockup_watchdogs();
5932
5933 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5934         sysrq_sched_debug_show();
5935 #endif
5936         read_unlock(&tasklist_lock);
5937         /*
5938          * Only show locks if all tasks are dumped:
5939          */
5940         if (!state_filter)
5941                 debug_show_all_locks();
5942 }
5943
5944 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5945 {
5946         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5947 }
5948
5949 /**
5950  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5951  * @idle: task in question
5952  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5953  *
5954  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5955  * flag, to make booting more robust.
5956  */
5957 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5958 {
5959         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5960         unsigned long flags;
5961
5962         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5963
5964         __sched_fork(idle);
5965         idle->state = TASK_RUNNING;
5966         idle->se.exec_start = sched_clock();
5967
5968         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
5969         /*
5970          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5971          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5972          * lockdep check in task_group() will fail.
5973          *
5974          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5975          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5976          *
5977          * Silence PROVE_RCU
5978          */
5979         rcu_read_lock();
5980         __set_task_cpu(idle, cpu);
5981         rcu_read_unlock();
5982
5983         rq->curr = rq->idle = idle;
5984 #if defined(CONFIG_SMP)
5985         idle->on_cpu = 1;
5986 #endif
5987         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5988
5989         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5990         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
5991
5992         /*
5993          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5994          */
5995         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5996         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5997 }
5998
5999 /*
6000  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6001  * indicates which cpus entered this state. This is used
6002  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6003  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6004  * always be CPU_BITS_NONE.
6005  */
6006 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6007
6008 /*
6009  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6010  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6011  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6012  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6013  * number of CPUs.
6014  *
6015  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6016  */
6017 static int get_update_sysctl_factor(void)
6018 {
6019         unsigned int cpus = min_t(int, num_online_cpus(), 8);
6020         unsigned int factor;
6021
6022         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
6023         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
6024                 factor = 1;
6025                 break;
6026         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
6027                 factor = cpus;
6028                 break;
6029         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
6030         default:
6031                 factor = 1 + ilog2(cpus);
6032                 break;
6033         }
6034
6035         return factor;
6036 }
6037
6038 static void update_sysctl(void)
6039 {
6040         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
6041
6042 #define SET_SYSCTL(name) \
6043         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
6044         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
6045         SET_SYSCTL(sched_latency);
6046         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
6047 #undef SET_SYSCTL
6048 }
6049
6050 static inline void sched_init_granularity(void)
6051 {
6052         update_sysctl();
6053 }
6054
6055 #ifdef CONFIG_SMP
6056 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6057 {
6058         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
6059                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6060         else {
6061                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6062                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6063         }
6064 }
6065
6066 /*
6067  * This is how migration works:
6068  *
6069  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
6070  *    stop_one_cpu().
6071  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
6072  *    off the CPU)
6073  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
6074  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6075  *    it and puts it into the right queue.
6076  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
6077  *    is done.
6078  */
6079
6080 /*
6081  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6082  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6083  * is removed from the allowed bitmask.
6084  *
6085  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6086  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6087  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6088  */
6089 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6090 {
6091         unsigned long flags;
6092         struct rq *rq;
6093         unsigned int dest_cpu;
6094         int ret = 0;
6095
6096         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6097
6098         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
6099                 goto out;
6100
6101         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
6102                 ret = -EINVAL;
6103                 goto out;
6104         }
6105
6106         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
6107                 ret = -EINVAL;
6108                 goto out;
6109         }
6110
6111         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
6112
6113         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6114         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6115                 goto out;
6116
6117         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
6118         if (p->on_rq) {
6119                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
6120                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6121                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6122                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
6123                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6124                 return 0;
6125         }
6126 out:
6127         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
6128
6129         return ret;
6130 }
6131 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6132
6133 /*
6134  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6135  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6136  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6137  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6138  *
6139  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6140  * as the task is no longer on this CPU.
6141  *
6142  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6143  */
6144 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6145 {
6146         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6147         int ret = 0;
6148
6149         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6150                 return ret;
6151
6152         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6153         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6154
6155         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
6156         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6157         /* Already moved. */
6158         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6159                 goto done;
6160         /* Affinity changed (again). */
6161         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6162                 goto fail;
6163
6164         /*
6165          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
6166          * placed properly.
6167          */
6168         if (p->on_rq) {
6169                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6170                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
6171                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6172                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6173         }
6174 done:
6175         ret = 1;
6176 fail:
6177         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6178         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
6179         return ret;
6180 }
6181
6182 /*
6183  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
6184  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
6185  * 'pushing' onto another runqueue.
6186  */
6187 static int migration_cpu_stop(void *data)
6188 {
6189         struct migration_arg *arg = data;
6190
6191         /*
6192          * The original target cpu might have gone down and we might
6193          * be on another cpu but it doesn't matter.
6194          */
6195         local_irq_disable();
6196         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
6197         local_irq_enable();
6198         return 0;
6199 }
6200
6201 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6202
6203 /*
6204  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6205  * offline.
6206  */
6207 void idle_task_exit(void)
6208 {
6209         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6210
6211         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6212
6213         if (mm != &init_mm)
6214                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6215         mmdrop(mm);
6216 }
6217
6218 /*
6219  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6220  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6221  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6222  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6223  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6224  */
6225 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6226 {
6227         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_active_mask));
6228
6229         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6230         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6231 }
6232
6233 /*
6234  * remove the tasks which were accounted by rq from calc_load_tasks.
6235  */
6236 static void calc_global_load_remove(struct rq *rq)
6237 {
6238         atomic_long_sub(rq->calc_load_active, &calc_load_tasks);
6239         rq->calc_load_active = 0;
6240 }
6241
6242 /*
6243  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6244  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6245  *
6246  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6247  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6248  * because of lock validation efforts.
6249  */
6250 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
6251 {
6252         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6253         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6254         int dest_cpu;
6255
6256         /*
6257          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6258          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6259          *
6260          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6261          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6262          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6263          * done here.
6264          */
6265         rq->stop = NULL;
6266
6267         for ( ; ; ) {
6268                 /*
6269                  * There's this thread running, bail when that's the only
6270                  * remaining thread.
6271                  */
6272                 if (rq->nr_running == 1)
6273                         break;
6274
6275                 next = pick_next_task(rq);
6276                 BUG_ON(!next);
6277                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6278
6279                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6280                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
6281                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
6282
6283                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
6284
6285                 raw_spin_lock(&rq->lock);
6286         }
6287
6288         rq->stop = stop;
6289 }
6290
6291 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6292
6293 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6294
6295 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6296         {
6297                 .procname       = "sched_domain",
6298                 .mode           = 0555,
6299         },
6300         {}
6301 };
6302
6303 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6304         {
6305                 .procname       = "kernel",
6306                 .mode           = 0555,
6307                 .child          = sd_ctl_dir,
6308         },
6309         {}
6310 };
6311
6312 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6313 {
6314         struct ctl_table *entry =
6315                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6316
6317         return entry;
6318 }
6319
6320 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6321 {
6322         struct ctl_table *entry;
6323
6324         /*
6325          * In the intermediate directories, both the child directory and
6326          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6327          * will always be set. In the lowest directory the names are
6328          * static strings and all have proc handlers.
6329          */
6330         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6331                 if (entry->child)
6332                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6333                 if (entry->proc_handler == NULL)
6334                         kfree(entry->procname);
6335         }
6336
6337         kfree(*tablep);
6338         *tablep = NULL;
6339 }
6340
6341 static void
6342 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6343                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6344                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
6345 {
6346         entry->procname = procname;
6347         entry->data = data;
6348         entry->maxlen = maxlen;
6349         entry->mode = mode;
6350         entry->proc_handler = proc_handler;
6351 }
6352
6353 static struct ctl_table *
6354 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6355 {
6356         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6357
6358         if (table == NULL)
6359                 return NULL;
6360
6361         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6362                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6363         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6364                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6365         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6366                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6367         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6368                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6369         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6370                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6371         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6372                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6373         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6374                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6375         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6376                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6377         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6378                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6379         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6380                 &sd->cache_nice_tries,
6381                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6382         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6383                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6384         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6385                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
6386         /* &table[12] is terminator */
6387
6388         return table;
6389 }
6390
6391 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6392 {
6393         struct ctl_table *entry, *table;
6394         struct sched_domain *sd;
6395         int domain_num = 0, i;
6396         char buf[32];
6397
6398         for_each_domain(cpu, sd)
6399                 domain_num++;
6400         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6401         if (table == NULL)
6402                 return NULL;
6403
6404         i = 0;
6405         for_each_domain(cpu, sd) {
6406                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6407                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6408                 entry->mode = 0555;
6409                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6410                 entry++;
6411                 i++;
6412         }
6413         return table;
6414 }
6415
6416 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6417 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6418 {
6419         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
6420         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6421         char buf[32];
6422
6423         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6424         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6425
6426         if (entry == NULL)
6427                 return;
6428
6429         for_each_possible_cpu(i) {
6430                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6431                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6432                 entry->mode = 0555;
6433                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6434                 entry++;
6435         }
6436
6437         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6438         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6439 }
6440
6441 /* may be called multiple times per register */
6442 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6443 {
6444         if (sd_sysctl_header)
6445                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6446         sd_sysctl_header = NULL;
6447         if (sd_ctl_dir[0].child)
6448                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6449 }
6450 #else
6451 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6452 {
6453 }
6454 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6455 {
6456 }
6457 #endif
6458
6459 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6460 {
6461         if (!rq->online) {
6462                 const struct sched_class *class;
6463
6464                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6465                 rq->online = 1;
6466
6467                 for_each_class(class) {
6468                         if (class->rq_online)
6469                                 class->rq_online(rq);
6470                 }
6471         }
6472 }
6473
6474 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6475 {
6476         if (rq->online) {
6477                 const struct sched_class *class;
6478
6479                 for_each_class(class) {
6480                         if (class->rq_offline)
6481                                 class->rq_offline(rq);
6482                 }
6483
6484                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6485                 rq->online = 0;
6486         }
6487 }
6488
6489 /*
6490  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6491  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6492  */
6493 static int __cpuinit
6494 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6495 {
6496         int cpu = (long)hcpu;
6497         unsigned long flags;
6498         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6499
6500         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6501
6502         case CPU_UP_PREPARE:
6503                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
6504                 break;
6505
6506         case CPU_ONLINE:
6507                 /* Update our root-domain */
6508                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6509                 if (rq->rd) {
6510                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6511
6512                         set_rq_online(rq);
6513                 }
6514                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6515                 break;
6516
6517 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6518         case CPU_DYING:
6519                 sched_ttwu_pending();
6520                 /* Update our root-domain */
6521                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6522                 if (rq->rd) {
6523                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6524                         set_rq_offline(rq);
6525                 }
6526                 migrate_tasks(cpu);
6527                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
6528                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6529
6530                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6531                 calc_global_load_remove(rq);
6532                 break;
6533 #endif
6534         }
6535
6536         update_max_interval();
6537
6538         return NOTIFY_OK;
6539 }
6540
6541 /*
6542  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6543  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
6544  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
6545  */
6546 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6547         .notifier_call = migration_call,
6548         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
6549 };
6550
6551 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
6552                                       unsigned long action, void *hcpu)
6553 {
6554         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6555         case CPU_STARTING:
6556         case CPU_DOWN_FAILED:
6557                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
6558                 return NOTIFY_OK;
6559         default:
6560                 return NOTIFY_DONE;
6561         }
6562 }
6563
6564 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
6565                                         unsigned long action, void *hcpu)
6566 {
6567         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6568         case CPU_DOWN_PREPARE:
6569                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
6570                 return NOTIFY_OK;
6571         default:
6572                 return NOTIFY_DONE;
6573         }
6574 }
6575
6576 static int __init migration_init(void)
6577 {
6578         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6579         int err;
6580
6581         /* Initialize migration for the boot CPU */
6582         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6583         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6584         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6585         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6586
6587         /* Register cpu active notifiers */
6588         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6589         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
6590
6591         return 0;
6592 }
6593 early_initcall(migration_init);
6594 #endif
6595
6596 #ifdef CONFIG_SMP
6597
6598 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
6599
6600 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6601
6602 static __read_mostly int sched_domain_debug_enabled;
6603
6604 static int __init sched_domain_debug_setup(char *str)
6605 {
6606         sched_domain_debug_enabled = 1;
6607
6608         return 0;
6609 }
6610 early_param("sched_debug", sched_domain_debug_setup);
6611
6612 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6613                                   struct cpumask *groupmask)
6614 {
6615         struct sched_group *group = sd->groups;
6616         char str[256];
6617
6618         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
6619         cpumask_clear(groupmask);
6620
6621         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6622
6623         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6624                 printk("does not load-balance\n");
6625                 if (sd->parent)
6626                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6627                                         " has parent");
6628                 return -1;
6629         }
6630
6631         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
6632
6633         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
6634                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
6635                                 "CPU%d\n", cpu);
6636         }
6637         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
6638                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
6639                                 " CPU%d\n", cpu);
6640         }
6641
6642         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
6643         do {
6644                 if (!group) {
6645                         printk("\n");
6646                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
6647                         break;
6648                 }
6649
6650                 if (!group->sgp->power) {
6651                         printk(KERN_CONT "\n");
6652                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
6653                                         "set\n");
6654                         break;
6655                 }
6656
6657                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
6658                         printk(KERN_CONT "\n");
6659                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
6660                         break;
6661                 }
6662
6663                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
6664                         printk(KERN_CONT "\n");
6665                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
6666                         break;
6667                 }
6668
6669                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
6670
6671                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
6672
6673                 printk(KERN_CONT " %s", str);
6674                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
6675                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
6676                                 group->sgp->power);
6677                 }
6678
6679                 group = group->next;
6680         } while (group != sd->groups);
6681         printk(KERN_CONT "\n");
6682
6683         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
6684                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
6685
6686         if (sd->parent &&
6687             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
6688                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
6689                         "of domain->span\n");
6690         return 0;
6691 }
6692
6693 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
6694 {
6695         int level = 0;
6696
6697         if (!sched_domain_debug_enabled)
6698                 return;
6699
6700         if (!sd) {
6701                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
6702                 return;
6703         }
6704
6705         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
6706
6707         for (;;) {
6708                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
6709                         break;
6710                 level++;
6711                 sd = sd->parent;
6712                 if (!sd)
6713                         break;
6714         }
6715 }
6716 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
6717 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6718 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
6719
6720 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6721 {
6722         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
6723                 return 1;
6724
6725         /* Following flags need at least 2 groups */
6726         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6727                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6728                          SD_BALANCE_FORK |
6729                          SD_BALANCE_EXEC |
6730                          SD_SHARE_CPUPOWER |
6731                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
6732                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6733                         return 0;
6734         }
6735
6736         /* Following flags don't use groups */
6737         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
6738                 return 0;
6739
6740         return 1;
6741 }
6742
6743 static int
6744 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6745 {
6746         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6747
6748         if (sd_degenerate(parent))
6749                 return 1;
6750
6751         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
6752                 return 0;
6753
6754         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6755         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6756                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
6757                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
6758                                 SD_BALANCE_FORK |
6759                                 SD_BALANCE_EXEC |
6760                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
6761                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6762                 if (nr_node_ids == 1)
6763                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
6764         }
6765         if (~cflags & pflags)
6766                 return 0;
6767
6768         return 1;
6769 }
6770
6771 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
6772 {
6773         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
6774
6775         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
6776         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6777         free_cpumask_var(rd->online);
6778         free_cpumask_var(rd->span);
6779         kfree(rd);
6780 }
6781
6782 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6783 {
6784         struct root_domain *old_rd = NULL;
6785         unsigned long flags;
6786
6787         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6788
6789         if (rq->rd) {
6790                 old_rd = rq->rd;
6791
6792                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
6793                         set_rq_offline(rq);
6794
6795                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
6796
6797                 /*
6798                  * If we dont want to free the old_rt yet then
6799                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
6800                  * in this function:
6801                  */
6802                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6803                         old_rd = NULL;
6804         }
6805
6806         atomic_inc(&rd->refcount);
6807         rq->rd = rd;
6808
6809         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
6810         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
6811                 set_rq_online(rq);
6812
6813         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6814
6815         if (old_rd)
6816                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
6817 }
6818
6819 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6820 {
6821         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6822
6823         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
6824                 goto out;
6825         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
6826                 goto free_span;
6827         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
6828                 goto free_online;
6829
6830         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
6831                 goto free_rto_mask;
6832         return 0;
6833
6834 free_rto_mask:
6835         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6836 free_online:
6837         free_cpumask_var(rd->online);
6838 free_span:
6839         free_cpumask_var(rd->span);
6840 out:
6841         return -ENOMEM;
6842 }
6843
6844 static void init_defrootdomain(void)
6845 {
6846         init_rootdomain(&def_root_domain);
6847
6848         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6849 }
6850
6851 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6852 {
6853         struct root_domain *rd;
6854
6855         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6856         if (!rd)
6857                 return NULL;
6858
6859         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
6860                 kfree(rd);
6861                 return NULL;
6862         }
6863
6864         return rd;
6865 }
6866
6867 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
6868 {
6869         struct sched_group *tmp, *first;
6870
6871         if (!sg)
6872                 return;
6873
6874         first = sg;
6875         do {
6876                 tmp = sg->next;
6877
6878                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
6879                         kfree(sg->sgp);
6880
6881                 kfree(sg);
6882                 sg = tmp;
6883         } while (sg != first);
6884 }
6885
6886 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
6887 {
6888         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
6889
6890         /*
6891          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
6892          * nuke them all.
6893          */
6894         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6895                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
6896         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
6897                 kfree(sd->groups->sgp);
6898                 kfree(sd->groups);
6899         }
6900         kfree(sd);
6901 }
6902
6903 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
6904 {
6905         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
6906 }
6907
6908 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
6909 {
6910         for (; sd; sd = sd->parent)
6911                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
6912 }
6913
6914 /*
6915  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6916  * hold the hotplug lock.
6917  */
6918 static void
6919 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6920 {
6921         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6922         struct sched_domain *tmp;
6923
6924         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6925         for (tmp = sd; tmp; ) {
6926                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6927                 if (!parent)
6928                         break;
6929
6930                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6931                         tmp->parent = parent->parent;
6932                         if (parent->parent)
6933                                 parent->parent->child = tmp;
6934                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6935                 } else
6936                         tmp = tmp->parent;
6937         }
6938
6939         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6940                 tmp = sd;
6941                 sd = sd->parent;
6942                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6943                 if (sd)
6944                         sd->child = NULL;
6945         }
6946
6947         sched_domain_debug(sd, cpu);
6948
6949         rq_attach_root(rq, rd);
6950         tmp = rq->sd;
6951         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6952         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6953 }
6954
6955 /* cpus with isolated domains */
6956 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
6957
6958 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6959 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6960 {
6961         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6962         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6963         return 1;
6964 }
6965
6966 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6967
6968 #define SD_NODES_PER_DOMAIN 16
6969
6970 #ifdef CONFIG_NUMA
6971
6972 /**
6973  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
6974  * @node: node whose sched_domain we're building
6975  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
6976  *
6977  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
6978  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
6979  *
6980  * Should use nodemask_t.
6981  */
6982 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
6983 {
6984         int i, n, val, min_val, best_node = -1;
6985
6986         min_val = INT_MAX;
6987
6988         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6989                 /* Start at @node */
6990                 n = (node + i) % nr_node_ids;
6991
6992                 if (!nr_cpus_node(n))
6993                         continue;
6994
6995                 /* Skip already used nodes */
6996                 if (node_isset(n, *used_nodes))
6997                         continue;
6998
6999                 /* Simple min distance search */
7000                 val = node_distance(node, n);
7001
7002                 if (val < min_val) {
7003                         min_val = val;
7004                         best_node = n;
7005                 }
7006         }
7007
7008         if (best_node != -1)
7009                 node_set(best_node, *used_nodes);
7010         return best_node;
7011 }
7012
7013 /**
7014  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7015  * @node: node whose cpumask we're constructing
7016  * @span: resulting cpumask
7017  *
7018  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7019  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7020  * out optimally.
7021  */
7022 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7023 {
7024         nodemask_t used_nodes;
7025         int i;
7026
7027         cpumask_clear(span);
7028         nodes_clear(used_nodes);
7029
7030         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7031         node_set(node, used_nodes);
7032
7033         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7034                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7035                 if (next_node < 0)
7036                         break;
7037                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7038         }
7039 }
7040
7041 static const struct cpumask *cpu_node_mask(int cpu)
7042 {
7043         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7044
7045         sched_domain_node_span(cpu_to_node(cpu), sched_domains_tmpmask);
7046
7047         return sched_domains_tmpmask;
7048 }
7049
7050 static const struct cpumask *cpu_allnodes_mask(int cpu)
7051 {
7052         return cpu_possible_mask;
7053 }
7054 #endif /* CONFIG_NUMA */
7055
7056 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
7057 {
7058         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
7059 }
7060
7061 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7062
7063 struct sd_data {
7064         struct sched_domain **__percpu sd;
7065         struct sched_group **__percpu sg;
7066         struct sched_group_power **__percpu sgp;
7067 };
7068
7069 struct s_data {
7070         struct sched_domain ** __percpu sd;
7071         struct root_domain      *rd;
7072 };
7073
7074 enum s_alloc {
7075         sa_rootdomain,
7076         sa_sd,
7077         sa_sd_storage,
7078         sa_none,
7079 };
7080
7081 struct sched_domain_topology_level;
7082
7083 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
7084 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
7085
7086 #define SDTL_OVERLAP    0x01
7087
7088 struct sched_domain_topology_level {
7089         sched_domain_init_f init;
7090         sched_domain_mask_f mask;
7091         int                 flags;
7092         struct sd_data      data;
7093 };
7094
7095 static int
7096 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7097 {
7098         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
7099         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7100         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
7101         struct sd_data *sdd = sd->private;
7102         struct sched_domain *child;
7103         int i;
7104
7105         cpumask_clear(covered);
7106
7107         for_each_cpu(i, span) {
7108                 struct cpumask *sg_span;
7109
7110                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7111                         continue;
7112
7113                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7114                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7115
7116                 if (!sg)
7117                         goto fail;
7118
7119                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
7120
7121                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
7122                 if (child->child) {
7123                         child = child->child;
7124                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
7125                 } else
7126                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
7127
7128                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
7129
7130                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpumask_first(sg_span));
7131                 atomic_inc(&sg->sgp->ref);
7132
7133                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sg_span))
7134                         groups = sg;
7135
7136                 if (!first)
7137                         first = sg;
7138                 if (last)
7139                         last->next = sg;
7140                 last = sg;
7141                 last->next = first;
7142         }
7143         sd->groups = groups;
7144
7145         return 0;
7146
7147 fail:
7148         free_sched_groups(first, 0);
7149
7150         return -ENOMEM;
7151 }
7152
7153 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
7154 {
7155         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
7156         struct sched_domain *child = sd->child;
7157
7158         if (child)
7159                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
7160
7161         if (sg) {
7162                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
7163                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
7164                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
7165         }
7166
7167         return cpu;
7168 }
7169
7170 /*
7171  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
7172  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7173  * and ->cpu_power to 0.
7174  *
7175  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
7176  */
7177 static int
7178 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
7179 {
7180         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7181         struct sd_data *sdd = sd->private;
7182         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
7183         struct cpumask *covered;
7184         int i;
7185
7186         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
7187         atomic_inc(&sd->groups->ref);
7188
7189         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
7190                 return 0;
7191
7192         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
7193         covered = sched_domains_tmpmask;
7194
7195         cpumask_clear(covered);
7196
7197         for_each_cpu(i, span) {
7198                 struct sched_group *sg;
7199                 int group = get_group(i, s