Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ebiederm...
[linux-3.10.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_sched.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
149
150 #undef SCHED_FEAT
151
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
153 {
154         int i;
155
156         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
157                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
158                         seq_puts(m, "NO_");
159                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
160         }
161         seq_puts(m, "\n");
162
163         return 0;
164 }
165
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
167
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
170
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
173
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
177
178 #undef SCHED_FEAT
179
180 static void sched_feat_disable(int i)
181 {
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
184 }
185
186 static void sched_feat_enable(int i)
187 {
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
190 }
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
195
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
519
520 void resched_task(struct task_struct *p)
521 {
522         int cpu;
523
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
525
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
528
529         set_tsk_need_resched(p);
530
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
534
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
539 }
540
541 void resched_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
545
546         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
547                 return;
548         resched_task(cpu_curr(cpu));
549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
550 }
551
552 #ifdef CONFIG_NO_HZ
553 /*
554  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
555  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
556  *
557  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
558  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
559  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
560  */
561 int get_nohz_timer_target(void)
562 {
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         rcu_read_lock();
568         for_each_domain(cpu, sd) {
569                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
570                         if (!idle_cpu(i)) {
571                                 cpu = i;
572                                 goto unlock;
573                         }
574                 }
575         }
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         /*
598          * This is safe, as this function is called with the timer
599          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
600          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
601          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
602          * timer into account automatically.
603          */
604         if (rq->curr != rq->idle)
605                 return;
606
607         /*
608          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
609          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
610          * idle task through an additional NOOP schedule()
611          */
612         set_tsk_need_resched(rq->idle);
613
614         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
615         smp_mb();
616         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
624 }
625
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
627
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
629 {
630         return false;
631 }
632
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
634
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
636 {
637         s64 period = sched_avg_period();
638
639         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
640                 /*
641                  * Inline assembly required to prevent the compiler
642                  * optimising this loop into a divmod call.
643                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
644                  */
645                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
646                 rq->age_stamp += period;
647                 rq->rt_avg /= 2;
648         }
649 }
650
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
653 {
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
656 }
657 #endif /* CONFIG_SMP */
658
659 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
660                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
661 /*
662  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
663  * node and @up when leaving it for the final time.
664  *
665  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
666  */
667 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
668                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
669 {
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
672
673         parent = from;
674
675 down:
676         ret = (*down)(parent, data);
677         if (ret)
678                 goto out;
679         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
680                 parent = child;
681                 goto down;
682
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
689
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
696 }
697
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
699 {
700         return 0;
701 }
702 #endif
703
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
705 {
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
708
709         /*
710          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
711          */
712         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
713                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
714                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
715                 return;
716         }
717
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
720 }
721
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
734 }
735
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
737 {
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
740
741         enqueue_task(rq, p, flags);
742 }
743
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
745 {
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
748
749         dequeue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
753 {
754 /*
755  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
756  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
757  */
758 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
759         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
760 #endif
761 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
762         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
763
764         /*
765          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
766          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
767          * {soft,}irq region.
768          *
769          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
770          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
771          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
772          * monotonic.
773          *
774          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
775          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
776          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
777          * atomic ops.
778          */
779         if (irq_delta > delta)
780                 irq_delta = delta;
781
782         rq->prev_irq_time += irq_delta;
783         delta -= irq_delta;
784 #endif
785 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
786         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
787                 u64 st;
788
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
791
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
794
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
797
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
799
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
803
804         rq->clock_task += delta;
805
806 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
807         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
808                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
809 #endif
810 }
811
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
813 {
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
816
817         if (stop) {
818                 /*
819                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
820                  * userspace knows about and won't get confused about.
821                  *
822                  * Also, it will make PI more or less work without too
823                  * much confusion -- but then, stop work should not
824                  * rely on PI working anyway.
825                  */
826                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
827
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
830
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
832
833         if (old_stop) {
834                 /*
835                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
836                  * it can die in pieces.
837                  */
838                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
839         }
840 }
841
842 /*
843  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
844  */
845 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
846 {
847         return p->static_prio;
848 }
849
850 /*
851  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
852  * without taking RT-inheritance into account. Might be
853  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
854  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
855  * estimator recalculates.
856  */
857 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio;
860
861         if (task_has_rt_policy(p))
862                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
863         else
864                 prio = __normal_prio(p);
865         return prio;
866 }
867
868 /*
869  * Calculate the current priority, i.e. the priority
870  * taken into account by the scheduler. This value might
871  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
872  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
873  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
874  */
875 static int effective_prio(struct task_struct *p)
876 {
877         p->normal_prio = normal_prio(p);
878         /*
879          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
880          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
881          * to the normal priority:
882          */
883         if (!rt_prio(p->prio))
884                 return p->normal_prio;
885         return p->prio;
886 }
887
888 /**
889  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
890  * @p: the task in question.
891  */
892 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
893 {
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
895 }
896
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
900 {
901         if (prev_class != p->sched_class) {
902                 if (prev_class->switched_from)
903                         prev_class->switched_from(rq, p);
904                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
905         } else if (oldprio != p->prio)
906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
907 }
908
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
910 {
911         const struct sched_class *class;
912
913         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
914                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
915         } else {
916                 for_each_class(class) {
917                         if (class == rq->curr->sched_class)
918                                 break;
919                         if (class == p->sched_class) {
920                                 resched_task(rq->curr);
921                                 break;
922                         }
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
928          * this case, we can save a useless back to back clock update.
929          */
930         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
931                 rq->skip_clock_update = 1;
932 }
933
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
935
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
937 {
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
943 {
944 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
945         /*
946          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
947          * ttwu() will sort out the placement.
948          */
949         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
950                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
951
952 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
953         /*
954          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
955          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
956          *
957          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
958          * see task_group().
959          *
960          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
961          * task_rq_lock().
962          */
963         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
964                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
965 #endif
966 #endif
967
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
969
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
972
973                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
974                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
975                 p->se.nr_migrations++;
976                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
977
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
981
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
984
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
986 }
987
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
992
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
994
995 /*
996  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
997  *
998  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
999  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1000  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1001  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1002  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1003  * @p has remained unscheduled the whole time.
1004  *
1005  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1006  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1007  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1008  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1009  * waiting to become inactive.
1010  */
1011 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         for (;;) {
1019                 /*
1020                  * We do the initial early heuristics without holding
1021                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1022                  * the runqueue lock when things look like they will
1023                  * work out!
1024                  */
1025                 rq = task_rq(p);
1026
1027                 /*
1028                  * If the task is actively running on another CPU
1029                  * still, just relax and busy-wait without holding
1030                  * any locks.
1031                  *
1032                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1033                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1034                  * But we don't care, since "task_running()" will
1035                  * return false if the runqueue has changed and p
1036                  * is actually now running somewhere else!
1037                  */
1038                 while (task_running(rq, p)) {
1039                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1040                                 return 0;
1041                         cpu_relax();
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1046                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1047                  * just go back and repeat.
1048                  */
1049                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1050                 trace_sched_wait_task(p);
1051                 running = task_running(rq, p);
1052                 on_rq = p->on_rq;
1053                 ncsw = 0;
1054                 if (!match_state || p->state == match_state)
1055                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1056                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1057
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Was it really running after all now that we
1066                  * checked with the proper locks actually held?
1067                  *
1068                  * Oops. Go back and try again..
1069                  */
1070                 if (unlikely(running)) {
1071                         cpu_relax();
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * It's not enough that it's not actively running,
1077                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1078                  * preempted!
1079                  *
1080                  * So if it was still runnable (but just not actively
1081                  * running right now), it's preempted, and we should
1082                  * yield - it could be a while.
1083                  */
1084                 if (unlikely(on_rq)) {
1085                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1086
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
1091
1092                 /*
1093                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1094                  * runnable, which means that it will never become
1095                  * running in the future either. We're all done!
1096                  */
1097                 break;
1098         }
1099
1100         return ncsw;
1101 }
1102
1103 /***
1104  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1105  * @p: the to-be-kicked thread
1106  *
1107  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1108  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1109  *
1110  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1111  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1112  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1113  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1114  * achieved as well.
1115  */
1116 void kick_process(struct task_struct *p)
1117 {
1118         int cpu;
1119
1120         preempt_disable();
1121         cpu = task_cpu(p);
1122         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         preempt_enable();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130 /*
1131  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1132  */
1133 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1134 {
1135         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1136         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1137         int dest_cpu;
1138
1139         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1140         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1141                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1142                         continue;
1143                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1144                         continue;
1145                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1146                         return dest_cpu;
1147         }
1148
1149         for (;;) {
1150                 /* Any allowed, online CPU? */
1151                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1152                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1153                                 continue;
1154                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1155                                 continue;
1156                         goto out;
1157                 }
1158
1159                 switch (state) {
1160                 case cpuset:
1161                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1162                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1163                         state = possible;
1164                         break;
1165
1166                 case possible:
1167                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1168                         state = fail;
1169                         break;
1170
1171                 case fail:
1172                         BUG();
1173                         break;
1174                 }
1175         }
1176
1177 out:
1178         if (state != cpuset) {
1179                 /*
1180                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1181                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1182                  * leave kernel.
1183                  */
1184                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1185                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1186                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1187                 }
1188         }
1189
1190         return dest_cpu;
1191 }
1192
1193 /*
1194  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1195  */
1196 static inline
1197 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1198 {
1199         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1200
1201         /*
1202          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1203          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1204          * cpu.
1205          *
1206          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1207          *
1208          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1209          *   not worry about this generic constraint ]
1210          */
1211         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1212                      !cpu_online(cpu)))
1213                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1214
1215         return cpu;
1216 }
1217
1218 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1219 {
1220         s64 diff = sample - *avg;
1221         *avg += diff >> 3;
1222 }
1223 #endif
1224
1225 static void
1226 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1227 {
1228 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1229         struct rq *rq = this_rq();
1230
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232         int this_cpu = smp_processor_id();
1233
1234         if (cpu == this_cpu) {
1235                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1236                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1237         } else {
1238                 struct sched_domain *sd;
1239
1240                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1241                 rcu_read_lock();
1242                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1243                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1244                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1245                                 break;
1246                         }
1247                 }
1248                 rcu_read_unlock();
1249         }
1250
1251         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1252                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1253
1254 #endif /* CONFIG_SMP */
1255
1256         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1257         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1258
1259         if (wake_flags & WF_SYNC)
1260                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1261
1262 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1263 }
1264
1265 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1266 {
1267         activate_task(rq, p, en_flags);
1268         p->on_rq = 1;
1269
1270         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1271         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1272                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1277  */
1278 static void
1279 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1280 {
1281         trace_sched_wakeup(p, true);
1282         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1283
1284         p->state = TASK_RUNNING;
1285 #ifdef CONFIG_SMP
1286         if (p->sched_class->task_woken)
1287                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1288
1289         if (rq->idle_stamp) {
1290                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1291                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1292
1293                 if (delta > max)
1294                         rq->avg_idle = max;
1295                 else
1296                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1297                 rq->idle_stamp = 0;
1298         }
1299 #endif
1300 }
1301
1302 static void
1303 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1304 {
1305 #ifdef CONFIG_SMP
1306         if (p->sched_contributes_to_load)
1307                 rq->nr_uninterruptible--;
1308 #endif
1309
1310         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1311         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1316  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1317  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1318  * the task is still ->on_rq.
1319  */
1320 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1321 {
1322         struct rq *rq;
1323         int ret = 0;
1324
1325         rq = __task_rq_lock(p);
1326         if (p->on_rq) {
1327                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1328                 ret = 1;
1329         }
1330         __task_rq_unlock(rq);
1331
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 #ifdef CONFIG_SMP
1336 static void sched_ttwu_pending(void)
1337 {
1338         struct rq *rq = this_rq();
1339         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1340         struct task_struct *p;
1341
1342         raw_spin_lock(&rq->lock);
1343
1344         while (llist) {
1345                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1346                 llist = llist_next(llist);
1347                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1348         }
1349
1350         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1351 }
1352
1353 void scheduler_ipi(void)
1354 {
1355         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1356                 return;
1357
1358         /*
1359          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1360          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1361          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1362          * we do call them.
1363          *
1364          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1365          * properly.
1366          *
1367          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1368          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1369          * somewhat pessimize the simple resched case.
1370          */
1371         irq_enter();
1372         sched_ttwu_pending();
1373
1374         /*
1375          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1376          */
1377         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1378                 this_rq()->idle_balance = 1;
1379                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1380         }
1381         irq_exit();
1382 }
1383
1384 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1385 {
1386         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1387                 smp_send_reschedule(cpu);
1388 }
1389
1390 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1391 {
1392         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1393 }
1394 #endif /* CONFIG_SMP */
1395
1396 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1397 {
1398         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1399
1400 #if defined(CONFIG_SMP)
1401         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1402                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1403                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1404                 return;
1405         }
1406 #endif
1407
1408         raw_spin_lock(&rq->lock);
1409         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1410         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1411 }
1412
1413 /**
1414  * try_to_wake_up - wake up a thread
1415  * @p: the thread to be awakened
1416  * @state: the mask of task states that can be woken
1417  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1418  *
1419  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1420  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1421  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1422  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1423  * runnable without the overhead of this.
1424  *
1425  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1426  * or @state didn't match @p's state.
1427  */
1428 static int
1429 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1430 {
1431         unsigned long flags;
1432         int cpu, success = 0;
1433
1434         smp_wmb();
1435         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1436         if (!(p->state & state))
1437                 goto out;
1438
1439         success = 1; /* we're going to change ->state */
1440         cpu = task_cpu(p);
1441
1442         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1443                 goto stat;
1444
1445 #ifdef CONFIG_SMP
1446         /*
1447          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1448          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1449          */
1450         while (p->on_cpu)
1451                 cpu_relax();
1452         /*
1453          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1454          */
1455         smp_rmb();
1456
1457         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1458         p->state = TASK_WAKING;
1459
1460         if (p->sched_class->task_waking)
1461                 p->sched_class->task_waking(p);
1462
1463         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1464         if (task_cpu(p) != cpu) {
1465                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1466                 set_task_cpu(p, cpu);
1467         }
1468 #endif /* CONFIG_SMP */
1469
1470         ttwu_queue(p, cpu);
1471 stat:
1472         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1473 out:
1474         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1475
1476         return success;
1477 }
1478
1479 /**
1480  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1481  * @p: the thread to be awakened
1482  *
1483  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1484  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1485  * the current task.
1486  */
1487 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1488 {
1489         struct rq *rq = task_rq(p);
1490
1491         BUG_ON(rq != this_rq());
1492         BUG_ON(p == current);
1493         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1494
1495         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1496                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1497                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1498                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1499         }
1500
1501         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1502                 goto out;
1503
1504         if (!p->on_rq)
1505                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1506
1507         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1508         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1509 out:
1510         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * wake_up_process - Wake up a specific process
1515  * @p: The process to be woken up.
1516  *
1517  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1518  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1519  * running.
1520  *
1521  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1522  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1523  */
1524 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1525 {
1526         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1527 }
1528 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1529
1530 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1531 {
1532         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1537  * p is forked by current.
1538  *
1539  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1540  */
1541 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1542 {
1543         p->on_rq                        = 0;
1544
1545         p->se.on_rq                     = 0;
1546         p->se.exec_start                = 0;
1547         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1548         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1549         p->se.nr_migrations             = 0;
1550         p->se.vruntime                  = 0;
1551         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1552
1553 /*
1554  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1555  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1556  * load-balance).
1557  */
1558 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1559         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1560         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1561 #endif
1562 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1563         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1564 #endif
1565
1566         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1567
1568 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1569         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1570 #endif
1571
1572 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1573         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1574                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1575                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1576                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1577         }
1578
1579         p->node_stamp = 0ULL;
1580         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1581         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1582         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1583         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1584 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1585 }
1586
1587 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1588 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1589 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1590 {
1591         if (enabled)
1592                 sched_feat_set("NUMA");
1593         else
1594                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1595 }
1596 #else
1597 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1598
1599 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1600 {
1601         numabalancing_enabled = enabled;
1602 }
1603 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1604 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1605
1606 /*
1607  * fork()/clone()-time setup:
1608  */
1609 void sched_fork(struct task_struct *p)
1610 {
1611         unsigned long flags;
1612         int cpu = get_cpu();
1613
1614         __sched_fork(p);
1615         /*
1616          * We mark the process as running here. This guarantees that
1617          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1618          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1619          */
1620         p->state = TASK_RUNNING;
1621
1622         /*
1623          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1624          */
1625         p->prio = current->normal_prio;
1626
1627         /*
1628          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1629          */
1630         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1631                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1632                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1633                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1634                         p->rt_priority = 0;
1635                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1636                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1637
1638                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1639                 set_load_weight(p);
1640
1641                 /*
1642                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1643                  * fulfilled its duty:
1644                  */
1645                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1646         }
1647
1648         if (!rt_prio(p->prio))
1649                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1650
1651         if (p->sched_class->task_fork)
1652                 p->sched_class->task_fork(p);
1653
1654         /*
1655          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1656          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1657          * is ran before sched_fork().
1658          *
1659          * Silence PROVE_RCU.
1660          */
1661         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1662         set_task_cpu(p, cpu);
1663         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1664
1665 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1666         if (likely(sched_info_on()))
1667                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1668 #endif
1669 #if defined(CONFIG_SMP)
1670         p->on_cpu = 0;
1671 #endif
1672 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1673         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1674         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1675 #endif
1676 #ifdef CONFIG_SMP
1677         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1678 #endif
1679
1680         put_cpu();
1681 }
1682
1683 /*
1684  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1685  *
1686  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1687  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1688  * on the runqueue and wakes it.
1689  */
1690 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1691 {
1692         unsigned long flags;
1693         struct rq *rq;
1694
1695         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1696 #ifdef CONFIG_SMP
1697         /*
1698          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1699          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1700          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1701          */
1702         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1703 #endif
1704
1705         rq = __task_rq_lock(p);
1706         activate_task(rq, p, 0);
1707         p->on_rq = 1;
1708         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1709         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1710 #ifdef CONFIG_SMP
1711         if (p->sched_class->task_woken)
1712                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1713 #endif
1714         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1715 }
1716
1717 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1718
1719 /**
1720  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1721  * @notifier: notifier struct to register
1722  */
1723 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1724 {
1725         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1726 }
1727 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1728
1729 /**
1730  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1731  * @notifier: notifier struct to unregister
1732  *
1733  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1734  */
1735 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1736 {
1737         hlist_del(&notifier->link);
1738 }
1739 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1740
1741 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1742 {
1743         struct preempt_notifier *notifier;
1744         struct hlist_node *node;
1745
1746         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1747                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1748 }
1749
1750 static void
1751 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1752                                  struct task_struct *next)
1753 {
1754         struct preempt_notifier *notifier;
1755         struct hlist_node *node;
1756
1757         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1758                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1759 }
1760
1761 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1762
1763 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1764 {
1765 }
1766
1767 static void
1768 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1769                                  struct task_struct *next)
1770 {
1771 }
1772
1773 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1774
1775 /**
1776  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1777  * @rq: the runqueue preparing to switch
1778  * @prev: the current task that is being switched out
1779  * @next: the task we are going to switch to.
1780  *
1781  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1782  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1783  * switch.
1784  *
1785  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1786  * hooks.
1787  */
1788 static inline void
1789 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1790                     struct task_struct *next)
1791 {
1792         trace_sched_switch(prev, next);
1793         sched_info_switch(prev, next);
1794         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1795         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1796         prepare_lock_switch(rq, next);
1797         prepare_arch_switch(next);
1798 }
1799
1800 /**
1801  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1802  * @rq: runqueue associated with task-switch
1803  * @prev: the thread we just switched away from.
1804  *
1805  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1806  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1807  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1808  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1809  *
1810  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1811  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1812  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1813  * details.)
1814  */
1815 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1816         __releases(rq->lock)
1817 {
1818         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1819         long prev_state;
1820
1821         rq->prev_mm = NULL;
1822
1823         /*
1824          * A task struct has one reference for the use as "current".
1825          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1826          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1827          * the scheduled task must drop that reference.
1828          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1829          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1830          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1831          * be dropped twice.
1832          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1833          */
1834         prev_state = prev->state;
1835         vtime_task_switch(prev);
1836         finish_arch_switch(prev);
1837         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1838         finish_lock_switch(rq, prev);
1839         finish_arch_post_lock_switch();
1840
1841         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1842         if (mm)
1843                 mmdrop(mm);
1844         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1845                 /*
1846                  * Remove function-return probe instances associated with this
1847                  * task and put them back on the free list.
1848                  */
1849                 kprobe_flush_task(prev);
1850                 put_task_struct(prev);
1851         }
1852 }
1853
1854 #ifdef CONFIG_SMP
1855
1856 /* assumes rq->lock is held */
1857 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1858 {
1859         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1860                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1861 }
1862
1863 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1864 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1865 {
1866         if (rq->post_schedule) {
1867                 unsigned long flags;
1868
1869                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1870                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1871                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1872                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1873
1874                 rq->post_schedule = 0;
1875         }
1876 }
1877
1878 #else
1879
1880 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1881 {
1882 }
1883
1884 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1885 {
1886 }
1887
1888 #endif
1889
1890 /**
1891  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1892  * @prev: the thread we just switched away from.
1893  */
1894 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1895         __releases(rq->lock)
1896 {
1897         struct rq *rq = this_rq();
1898
1899         finish_task_switch(rq, prev);
1900
1901         /*
1902          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1903          * task_switch?
1904          */
1905         post_schedule(rq);
1906
1907 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1908         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1909         preempt_enable();
1910 #endif
1911         if (current->set_child_tid)
1912                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * context_switch - switch to the new MM and the new
1917  * thread's register state.
1918  */
1919 static inline void
1920 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1921                struct task_struct *next)
1922 {
1923         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1924
1925         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1926
1927         mm = next->mm;
1928         oldmm = prev->active_mm;
1929         /*
1930          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1931          * combine the page table reload and the switch backend into
1932          * one hypercall.
1933          */
1934         arch_start_context_switch(prev);
1935
1936         if (!mm) {
1937                 next->active_mm = oldmm;
1938                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1939                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1940         } else
1941                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1942
1943         if (!prev->mm) {
1944                 prev->active_mm = NULL;
1945                 rq->prev_mm = oldmm;
1946         }
1947         /*
1948          * Since the runqueue lock will be released by the next
1949          * task (which is an invalid locking op but in the case
1950          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1951          * do an early lockdep release here:
1952          */
1953 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1954         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1955 #endif
1956
1957         context_tracking_task_switch(prev, next);
1958         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1959         switch_to(prev, next, prev);
1960
1961         barrier();
1962         /*
1963          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1964          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1965          * frame will be invalid.
1966          */
1967         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1972  *
1973  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1974  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1975  * number of context switches performed since bootup.
1976  */
1977 unsigned long nr_running(void)
1978 {
1979         unsigned long i, sum = 0;
1980
1981         for_each_online_cpu(i)
1982                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1983
1984         return sum;
1985 }
1986
1987 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1988 {
1989         unsigned long i, sum = 0;
1990
1991         for_each_possible_cpu(i)
1992                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
1993
1994         /*
1995          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
1996          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
1997          */
1998         if (unlikely((long)sum < 0))
1999                 sum = 0;
2000
2001         return sum;
2002 }
2003
2004 unsigned long long nr_context_switches(void)
2005 {
2006         int i;
2007         unsigned long long sum = 0;
2008
2009         for_each_possible_cpu(i)
2010                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2011
2012         return sum;
2013 }
2014
2015 unsigned long nr_iowait(void)
2016 {
2017         unsigned long i, sum = 0;
2018
2019         for_each_possible_cpu(i)
2020                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2021
2022         return sum;
2023 }
2024
2025 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2026 {
2027         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2028         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2029 }
2030
2031 unsigned long this_cpu_load(void)
2032 {
2033         struct rq *this = this_rq();
2034         return this->cpu_load[0];
2035 }
2036
2037
2038 /*
2039  * Global load-average calculations
2040  *
2041  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2042  * in order to minimize overhead.
2043  *
2044  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2045  * nr_uninterruptible.
2046  *
2047  * Once every LOAD_FREQ:
2048  *
2049  *   nr_active = 0;
2050  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2051  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2052  *
2053  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2054  *
2055  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2056  *
2057  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2058  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2059  *    to calculating nr_active.
2060  *
2061  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2062  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2063  *
2064  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2065  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2066  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2067  *
2068  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2069  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2070  *    cpu to have completed this task.
2071  *
2072  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2073  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2074  *
2075  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2076  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2077  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2078  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2079  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2080  *    all cpus yields the correct result.
2081  *
2082  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2083  */
2084
2085 /* Variables and functions for calc_load */
2086 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2087 static unsigned long calc_load_update;
2088 unsigned long avenrun[3];
2089 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2090
2091 /**
2092  * get_avenrun - get the load average array
2093  * @loads:      pointer to dest load array
2094  * @offset:     offset to add
2095  * @shift:      shift count to shift the result left
2096  *
2097  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2098  */
2099 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2100 {
2101         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2102         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2103         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2104 }
2105
2106 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2107 {
2108         long nr_active, delta = 0;
2109
2110         nr_active = this_rq->nr_running;
2111         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2112
2113         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2114                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2115                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2116         }
2117
2118         return delta;
2119 }
2120
2121 /*
2122  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2123  */
2124 static unsigned long
2125 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2126 {
2127         load *= exp;
2128         load += active * (FIXED_1 - exp);
2129         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2130         return load >> FSHIFT;
2131 }
2132
2133 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2134 /*
2135  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2136  *
2137  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2138  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2139  * NO_HZ.
2140  *
2141  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2142  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2143  * when we read the global state.
2144  *
2145  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2146  *
2147  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2148  *    contribution, causing under-accounting.
2149  *
2150  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2151  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2152  *
2153  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2154  *
2155  *        0s            5s            10s           15s
2156  *          +10           +10           +10           +10
2157  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2158  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2159  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2160  *
2161  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2162  *    accumlating the new one.
2163  *
2164  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2165  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2166  *    busy state.
2167  *
2168  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2169  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2170  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2171  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2172  *    LOAD_FREQ intervals.
2173  *
2174  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2175  */
2176 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2177 static int calc_load_idx;
2178
2179 static inline int calc_load_write_idx(void)
2180 {
2181         int idx = calc_load_idx;
2182
2183         /*
2184          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2185          * need to observe the new update time.
2186          */
2187         smp_rmb();
2188
2189         /*
2190          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2191          * next idle-delta.
2192          */
2193         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2194                 idx++;
2195
2196         return idx & 1;
2197 }
2198
2199 static inline int calc_load_read_idx(void)
2200 {
2201         return calc_load_idx & 1;
2202 }
2203
2204 void calc_load_enter_idle(void)
2205 {
2206         struct rq *this_rq = this_rq();
2207         long delta;
2208
2209         /*
2210          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2211          * into the pending idle delta.
2212          */
2213         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2214         if (delta) {
2215                 int idx = calc_load_write_idx();
2216                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2217         }
2218 }
2219
2220 void calc_load_exit_idle(void)
2221 {
2222         struct rq *this_rq = this_rq();
2223
2224         /*
2225          * If we're still before the sample window, we're done.
2226          */
2227         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2228                 return;
2229
2230         /*
2231          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2232          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2233          * sync up for the next window.
2234          */
2235         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2236         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2237                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2238 }
2239
2240 static long calc_load_fold_idle(void)
2241 {
2242         int idx = calc_load_read_idx();
2243         long delta = 0;
2244
2245         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2246                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2247
2248         return delta;
2249 }
2250
2251 /**
2252  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2253  *
2254  * @x:         base of the power
2255  * @frac_bits: fractional bits of @x
2256  * @n:         power to raise @x to.
2257  *
2258  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2259  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2260  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2261  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2262  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2263  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2264  * vector.
2265  */
2266 static unsigned long
2267 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2268 {
2269         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2270
2271         if (n) for (;;) {
2272                 if (n & 1) {
2273                         result *= x;
2274                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2275                         result >>= frac_bits;
2276                 }
2277                 n >>= 1;
2278                 if (!n)
2279                         break;
2280                 x *= x;
2281                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2282                 x >>= frac_bits;
2283         }
2284
2285         return result;
2286 }
2287
2288 /*
2289  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2290  *
2291  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2292  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2293  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2294  *
2295  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2296  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2297  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2298  *
2299  *  ...
2300  *
2301  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2302  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2303  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2304  *
2305  * [1] application of the geometric series:
2306  *
2307  *              n         1 - x^(n+1)
2308  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2309  *             i=0          1 - x
2310  */
2311 static unsigned long
2312 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2313             unsigned long active, unsigned int n)
2314 {
2315
2316         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2317 }
2318
2319 /*
2320  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2321  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2322  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2323  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2324  *
2325  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2326  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2327  */
2328 static void calc_global_nohz(void)
2329 {
2330         long delta, active, n;
2331
2332         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2333                 /*
2334                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2335                  */
2336                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2337                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2338
2339                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2340                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2341
2342                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2343                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2344                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2345
2346                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2347         }
2348
2349         /*
2350          * Flip the idle index...
2351          *
2352          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2353          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2354          * index, this avoids a double flip messing things up.
2355          */
2356         smp_wmb();
2357         calc_load_idx++;
2358 }
2359 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2360
2361 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2362 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2363
2364 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2365
2366 /*
2367  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2368  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2369  */
2370 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2371 {
2372         long active, delta;
2373
2374         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2375                 return;
2376
2377         /*
2378          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2379          */
2380         delta = calc_load_fold_idle();
2381         if (delta)
2382                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2383
2384         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2385         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2386
2387         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2388         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2389         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2390
2391         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2392
2393         /*
2394          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2395          */
2396         calc_global_nohz();
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2401  * active count.
2402  */
2403 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2404 {
2405         long delta;
2406
2407         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2408                 return;
2409
2410         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2411         if (delta)
2412                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2413
2414         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2415 }
2416
2417 /*
2418  * End of global load-average stuff
2419  */
2420
2421 /*
2422  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2423  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2424  *
2425  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2426  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2427  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2428  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2429  *
2430  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2431  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2432  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2433  *
2434  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2435  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2436  * particular idx is approximated to be zero.
2437  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2438  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2439  * based on 128 point scale.
2440  * Example:
2441  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2442  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2443  *
2444  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2445  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2446  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2447  */
2448 #define DEGRADE_SHIFT           7
2449 static const unsigned char
2450                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2451 static const unsigned char
2452                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2453                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2454                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2455                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2456                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2457                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2458
2459 /*
2460  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2461  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2462  * adding any new load.
2463  */
2464 static unsigned long
2465 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2466 {
2467         int j = 0;
2468
2469         if (!missed_updates)
2470                 return load;
2471
2472         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2473                 return 0;
2474
2475         if (idx == 1)
2476                 return load >> missed_updates;
2477
2478         while (missed_updates) {
2479                 if (missed_updates % 2)
2480                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2481
2482                 missed_updates >>= 1;
2483                 j++;
2484         }
2485         return load;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2490  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2491  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2492  */
2493 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2494                               unsigned long pending_updates)
2495 {
2496         int i, scale;
2497
2498         this_rq->nr_load_updates++;
2499
2500         /* Update our load: */
2501         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2502         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2503                 unsigned long old_load, new_load;
2504
2505                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2506
2507                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2508                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2509                 new_load = this_load;
2510                 /*
2511                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2512                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2513                  * example.
2514                  */
2515                 if (new_load > old_load)
2516                         new_load += scale - 1;
2517
2518                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2519         }
2520
2521         sched_avg_update(this_rq);
2522 }
2523
2524 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2525 /*
2526  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2527  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2528  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2529  *
2530  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2531  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2532  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2533  * (tick_nohz_idle_exit).
2534  *
2535  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2536  */
2537
2538 /*
2539  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2540  * idle balance.
2541  */
2542 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2543 {
2544         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2545         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2546         unsigned long pending_updates;
2547
2548         /*
2549          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2550          */
2551         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2552                 return;
2553
2554         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2555         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2556
2557         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2558 }
2559
2560 /*
2561  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2562  */
2563 void update_cpu_load_nohz(void)
2564 {
2565         struct rq *this_rq = this_rq();
2566         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2567         unsigned long pending_updates;
2568
2569         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2570                 return;
2571
2572         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2573         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2574         if (pending_updates) {
2575                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2576                 /*
2577                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2578                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2579                  */
2580                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2581         }
2582         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2583 }
2584 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2585
2586 /*
2587  * Called from scheduler_tick()
2588  */
2589 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2590 {
2591         /*
2592          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2593          */
2594         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2595         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2596
2597         calc_load_account_active(this_rq);
2598 }
2599
2600 #ifdef CONFIG_SMP
2601
2602 /*
2603  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2604  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2605  */
2606 void sched_exec(void)
2607 {
2608         struct task_struct *p = current;
2609         unsigned long flags;
2610         int dest_cpu;
2611
2612         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2613         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2614         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2615                 goto unlock;
2616
2617         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2618                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2619
2620                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2621                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2622                 return;
2623         }
2624 unlock:
2625         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2626 }
2627
2628 #endif
2629
2630 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2631 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2632
2633 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2634 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2635
2636 /*
2637  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2638  * @p in case that task is currently running.
2639  *
2640  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2641  */
2642 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2643 {
2644         u64 ns = 0;
2645
2646         if (task_current(rq, p)) {
2647                 update_rq_clock(rq);
2648                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2649                 if ((s64)ns < 0)
2650                         ns = 0;
2651         }
2652
2653         return ns;
2654 }
2655
2656 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2657 {
2658         unsigned long flags;
2659         struct rq *rq;
2660         u64 ns = 0;
2661
2662         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2663         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2664         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2665
2666         return ns;
2667 }
2668
2669 /*
2670  * Return accounted runtime for the task.
2671  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2672  * pending runtime that have not been accounted yet.
2673  */
2674 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2675 {
2676         unsigned long flags;
2677         struct rq *rq;
2678         u64 ns = 0;
2679
2680         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2681         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2682         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2683
2684         return ns;
2685 }
2686
2687 /*
2688  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2689  * We call it with interrupts disabled.
2690  */
2691 void scheduler_tick(void)
2692 {
2693         int cpu = smp_processor_id();
2694         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2695         struct task_struct *curr = rq->curr;
2696
2697         sched_clock_tick();
2698
2699         raw_spin_lock(&rq->lock);
2700         update_rq_clock(rq);
2701         update_cpu_load_active(rq);
2702         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2703         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2704
2705         perf_event_task_tick();
2706
2707 #ifdef CONFIG_SMP
2708         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2709         trigger_load_balance(rq, cpu);
2710 #endif
2711 }
2712
2713 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2714 {
2715         if (in_lock_functions(addr)) {
2716                 addr = CALLER_ADDR2;
2717                 if (in_lock_functions(addr))
2718                         addr = CALLER_ADDR3;
2719         }
2720         return addr;
2721 }
2722
2723 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2724                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2725
2726 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2727 {
2728 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2729         /*
2730          * Underflow?
2731          */
2732         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2733                 return;
2734 #endif
2735         preempt_count() += val;
2736 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2737         /*
2738          * Spinlock count overflowing soon?
2739          */
2740         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2741                                 PREEMPT_MASK - 10);
2742 #endif
2743         if (preempt_count() == val)
2744                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2745 }
2746 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2747
2748 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2749 {
2750 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2751         /*
2752          * Underflow?
2753          */
2754         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2755                 return;
2756         /*
2757          * Is the spinlock portion underflowing?
2758          */
2759         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2760                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2761                 return;
2762 #endif
2763
2764         if (preempt_count() == val)
2765                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2766         preempt_count() -= val;
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2769
2770 #endif
2771
2772 /*
2773  * Print scheduling while atomic bug:
2774  */
2775 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2776 {
2777         if (oops_in_progress)
2778                 return;
2779
2780         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2781                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2782
2783         debug_show_held_locks(prev);
2784         print_modules();
2785         if (irqs_disabled())
2786                 print_irqtrace_events(prev);
2787         dump_stack();
2788         add_taint(TAINT_WARN);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2793  */
2794 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2795 {
2796         /*
2797          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2798          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2799          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2800          */
2801         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2802                 __schedule_bug(prev);
2803         rcu_sleep_check();
2804
2805         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2806
2807         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2808 }
2809
2810 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2811 {
2812         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2813                 update_rq_clock(rq);
2814         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2815 }
2816
2817 /*
2818  * Pick up the highest-prio task:
2819  */
2820 static inline struct task_struct *
2821 pick_next_task(struct rq *rq)
2822 {
2823         const struct sched_class *class;
2824         struct task_struct *p;
2825
2826         /*
2827          * Optimization: we know that if all tasks are in
2828          * the fair class we can call that function directly:
2829          */
2830         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2831                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2832                 if (likely(p))
2833                         return p;
2834         }
2835
2836         for_each_class(class) {
2837                 p = class->pick_next_task(rq);
2838                 if (p)
2839                         return p;
2840         }
2841
2842         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2843 }
2844
2845 /*
2846  * __schedule() is the main scheduler function.
2847  *
2848  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2849  *
2850  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2851  *
2852  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2853  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2854  *
2855  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2856  *      interrupt handler scheduler_tick().
2857  *
2858  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2859  *      task to the run-queue and that's it.
2860  *
2861  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2862  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2863  *      called on the nearest possible occasion:
2864  *
2865  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2866  *
2867  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2868  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2869  *           spin_unlock()!)
2870  *
2871  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2872  *           preemptible context
2873  *
2874  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2875  *         then at the next:
2876  *
2877  *          - cond_resched() call
2878  *          - explicit schedule() call
2879  *          - return from syscall or exception to user-space
2880  *          - return from interrupt-handler to user-space
2881  */
2882 static void __sched __schedule(void)
2883 {
2884         struct task_struct *prev, *next;
2885         unsigned long *switch_count;
2886         struct rq *rq;
2887         int cpu;
2888
2889 need_resched:
2890         preempt_disable();
2891         cpu = smp_processor_id();
2892         rq = cpu_rq(cpu);
2893         rcu_note_context_switch(cpu);
2894         prev = rq->curr;
2895
2896         schedule_debug(prev);
2897
2898         if (sched_feat(HRTICK))
2899                 hrtick_clear(rq);
2900
2901         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2902
2903         switch_count = &prev->nivcsw;
2904         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2905                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2906                         prev->state = TASK_RUNNING;
2907                 } else {
2908                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2909                         prev->on_rq = 0;
2910
2911                         /*
2912                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2913                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2914                          * concurrency.
2915                          */
2916                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2917                                 struct task_struct *to_wakeup;
2918
2919                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2920                                 if (to_wakeup)
2921                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2922                         }
2923                 }
2924                 switch_count = &prev->nvcsw;
2925         }
2926
2927         pre_schedule(rq, prev);
2928
2929         if (unlikely(!rq->nr_running))
2930                 idle_balance(cpu, rq);
2931
2932         put_prev_task(rq, prev);
2933         next = pick_next_task(rq);
2934         clear_tsk_need_resched(prev);
2935         rq->skip_clock_update = 0;
2936
2937         if (likely(prev != next)) {
2938                 rq->nr_switches++;
2939                 rq->curr = next;
2940                 ++*switch_count;
2941
2942                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2943                 /*
2944                  * The context switch have flipped the stack from under us
2945                  * and restored the local variables which were saved when
2946                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2947                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2948                  */
2949                 cpu = smp_processor_id();
2950                 rq = cpu_rq(cpu);
2951         } else
2952                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2953
2954         post_schedule(rq);
2955
2956         sched_preempt_enable_no_resched();
2957         if (need_resched())
2958                 goto need_resched;
2959 }
2960
2961 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2962 {
2963         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2964                 return;
2965         /*
2966          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2967          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2968          */
2969         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2970                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2971 }
2972
2973 asmlinkage void __sched schedule(void)
2974 {
2975         struct task_struct *tsk = current;
2976
2977         sched_submit_work(tsk);
2978         __schedule();
2979 }
2980 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2981
2982 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2983 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2984 {
2985         /*
2986          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2987          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2988          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2989          * we find a better solution.
2990          */
2991         user_exit();
2992         schedule();
2993         user_enter();
2994 }
2995 #endif
2996
2997 /**
2998  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2999  *
3000  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3001  */
3002 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3003 {
3004         sched_preempt_enable_no_resched();
3005         schedule();
3006         preempt_disable();
3007 }
3008
3009 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3010
3011 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3012 {
3013         if (lock->owner != owner)
3014                 return false;
3015
3016         /*
3017          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3018          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3019          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3020          * ensures the memory stays valid.
3021          */
3022         barrier();
3023
3024         return owner->on_cpu;
3025 }
3026
3027 /*
3028  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3029  * access and not reliable.
3030  */
3031 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3032 {
3033         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3034                 return 0;
3035
3036         rcu_read_lock();
3037         while (owner_running(lock, owner)) {
3038                 if (need_resched())
3039                         break;
3040
3041                 arch_mutex_cpu_relax();
3042         }
3043         rcu_read_unlock();
3044
3045         /*
3046          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3047          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3048          * success only when lock->owner is NULL.
3049          */
3050         return lock->owner == NULL;
3051 }
3052 #endif
3053
3054 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3055 /*
3056  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3057  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3058  * occur there and call schedule directly.
3059  */
3060 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3061 {
3062         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3063
3064         /*
3065          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3066          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3067          */
3068         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3069                 return;
3070
3071         do {
3072                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3073                 __schedule();
3074                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3075
3076                 /*
3077                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3078                  * between schedule and now.
3079                  */
3080                 barrier();
3081         } while (need_resched());
3082 }
3083 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3084
3085 /*
3086  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3087  * off of irq context.
3088  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3089  * protect us against recursive calling from irq.
3090  */
3091 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3092 {
3093         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3094
3095         /* Catch callers which need to be fixed */
3096         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3097
3098         user_exit();
3099         do {
3100                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3101                 local_irq_enable();
3102                 __schedule();
3103                 local_irq_disable();
3104                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3105
3106                 /*
3107                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3108                  * between schedule and now.
3109                  */
3110                 barrier();
3111         } while (need_resched());
3112 }
3113
3114 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3115
3116 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3117                           void *key)
3118 {
3119         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3120 }
3121 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3122
3123 /*
3124  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3125  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3126  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3127  *
3128  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3129  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3130  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3131  */
3132 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3133                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3134 {
3135         wait_queue_t *curr, *next;
3136
3137         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3138                 unsigned flags = curr->flags;
3139
3140                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3141                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3142                         break;
3143         }
3144 }
3145
3146 /**
3147  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3148  * @q: the waitqueue
3149  * @mode: which threads
3150  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3151  * @key: is directly passed to the wakeup function
3152  *
3153  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3154  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3155  */
3156 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3157                         int nr_exclusive, void *key)
3158 {
3159         unsigned long flags;
3160
3161         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3162         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3163         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3164 }
3165 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3166
3167 /*
3168  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3169  */
3170 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3171 {
3172         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3175
3176 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3177 {
3178         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3181
3182 /**
3183  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3184  * @q: the waitqueue
3185  * @mode: which threads
3186  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3187  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3188  *
3189  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3190  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3191  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3192  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3193  *
3194  * On UP it can prevent extra preemption.
3195  *
3196  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3197  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3198  */
3199 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3200                         int nr_exclusive, void *key)
3201 {
3202         unsigned long flags;
3203         int wake_flags = WF_SYNC;
3204
3205         if (unlikely(!q))
3206                 return;
3207
3208         if (unlikely(!nr_exclusive))
3209                 wake_flags = 0;
3210
3211         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3212         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3213         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3216
3217 /*
3218  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3219  */
3220 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3221 {
3222         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3223 }
3224 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3225
3226 /**
3227  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3228  * @x:  holds the state of this particular completion
3229  *
3230  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3231  * awakened in the same order in which they were queued.
3232  *
3233  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3234  *
3235  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3236  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3237  */
3238 void complete(struct completion *x)
3239 {
3240         unsigned long flags;
3241
3242         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3243         x->done++;
3244         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3245         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3246 }
3247 EXPORT_SYMBOL(complete);
3248
3249 /**
3250  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3251  * @x:  holds the state of this particular completion
3252  *
3253  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3254  *
3255  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3256  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3257  */
3258 void complete_all(struct completion *x)
3259 {
3260         unsigned long flags;
3261
3262         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3263         x->done += UINT_MAX/2;
3264         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3265         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3266 }
3267 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3268
3269 static inline long __sched
3270 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3271 {
3272         if (!x->done) {
3273                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3274
3275                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3276                 do {
3277                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3278                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3279                                 break;
3280                         }
3281                         __set_current_state(state);
3282                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3283                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3284                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3285                 } while (!x->done && timeout);
3286                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3287                 if (!x->done)
3288                         return timeout;
3289         }
3290         x->done--;
3291         return timeout ?: 1;
3292 }
3293
3294 static long __sched
3295 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3296 {
3297         might_sleep();
3298
3299         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3300         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3301         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3302         return timeout;
3303 }
3304
3305 /**
3306  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3307  * @x:  holds the state of this particular completion
3308  *
3309  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3310  * interruptible and there is no timeout.
3311  *
3312  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3313  * and interrupt capability. Also see complete().
3314  */
3315 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3316 {
3317         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3318 }
3319 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3320
3321 /**
3322  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3323  * @x:  holds the state of this particular completion
3324  * @timeout:  timeout value in jiffies
3325  *
3326  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3327  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3328  * interruptible.
3329  *
3330  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3331  * jiffies left till timeout) if completed.
3332  */
3333 unsigned long __sched
3334 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3335 {
3336         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3337 }
3338 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3339
3340 /**
3341  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3342  * @x:  holds the state of this particular completion
3343  *
3344  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3345  * interruptible.
3346  *
3347  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3348  */
3349 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3350 {
3351         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3352         if (t == -ERESTARTSYS)
3353                 return t;
3354         return 0;
3355 }
3356 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3357
3358 /**
3359  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3360  * @x:  holds the state of this particular completion
3361  * @timeout:  timeout value in jiffies
3362  *
3363  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3364  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3365  *
3366  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3367  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3368  */
3369 long __sched
3370 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3371                                           unsigned long timeout)
3372 {
3373         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3374 }
3375 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3376
3377 /**
3378  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3379  * @x:  holds the state of this particular completion
3380  *
3381  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3382  * interrupted by a kill signal.
3383  *
3384  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3385  */
3386 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3387 {
3388         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3389         if (t == -ERESTARTSYS)
3390                 return t;
3391         return 0;
3392 }
3393 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3394
3395 /**
3396  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3397  * @x:  holds the state of this particular completion
3398  * @timeout:  timeout value in jiffies
3399  *
3400  * This waits for either a completion of a specific task to be
3401  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3402  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3403  *
3404  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3405  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3406  */
3407 long __sched
3408 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3409                                      unsigned long timeout)
3410 {
3411         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3412 }
3413 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3414
3415 /**
3416  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3417  *      @x:     completion structure
3418  *
3419  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3420  *               1 if a decrement succeeded.
3421  *
3422  *      If a completion is being used as a counting completion,
3423  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3424  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3425  *      is protecting is not available.
3426  */
3427 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3428 {
3429         unsigned long flags;
3430         int ret = 1;
3431
3432         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3433         if (!x->done)
3434                 ret = 0;
3435         else
3436                 x->done--;
3437         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3438         return ret;
3439 }
3440 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3441
3442 /**
3443  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3444  *      @x:     completion structure
3445  *
3446  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3447  *               1 if there are no waiters.
3448  *
3449  */
3450 bool completion_done(struct completion *x)
3451 {
3452         unsigned long flags;
3453         int ret = 1;
3454
3455         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3456         if (!x->done)
3457                 ret = 0;
3458         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3459         return ret;
3460 }
3461 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3462
3463 static long __sched
3464 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3465 {
3466         unsigned long flags;
3467         wait_queue_t wait;
3468
3469         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3470
3471         __set_current_state(state);
3472
3473         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3474         __add_wait_queue(q, &wait);
3475         spin_unlock(&q->lock);
3476         timeout = schedule_timeout(timeout);
3477         spin_lock_irq(&q->lock);
3478         __remove_wait_queue(q, &wait);
3479         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3480
3481         return timeout;
3482 }
3483
3484 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3485 {
3486         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3489
3490 long __sched
3491 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3492 {
3493         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3494 }
3495 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3496
3497 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3498 {
3499         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3500 }
3501 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3502
3503 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3504 {
3505         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3506 }
3507 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3508
3509 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3510
3511 /*
3512  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3513  * @p: task
3514  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3515  *
3516  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3517  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3518  *
3519  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3520  */
3521 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3522 {
3523         int oldprio, on_rq, running;
3524         struct rq *rq;
3525         const struct sched_class *prev_class;
3526
3527         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3528
3529         rq = __task_rq_lock(p);
3530
3531         /*
3532          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3533          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3534          *
3535          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3536          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3537          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3538          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3539          * with interrupts disabled and will complete the lock
3540          * protected section without being interrupted. So there is no
3541          * real need to boost.
3542          */
3543         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3544                 WARN_ON(p != rq->curr);
3545                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3546                 goto out_unlock;
3547         }
3548
3549         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3550         oldprio = p->prio;
3551         prev_class = p->sched_class;
3552         on_rq = p->on_rq;
3553         running = task_current(rq, p);
3554         if (on_rq)
3555                 dequeue_task(rq, p, 0);
3556         if (running)
3557                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3558
3559         if (rt_prio(prio))
3560                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3561         else
3562                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3563
3564         p->prio = prio;
3565
3566         if (running)
3567                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3568         if (on_rq)
3569                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3570
3571         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3572 out_unlock:
3573         __task_rq_unlock(rq);
3574 }
3575 #endif
3576 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3577 {
3578         int old_prio, delta, on_rq;
3579         unsigned long flags;
3580         struct rq *rq;
3581
3582         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3583                 return;
3584         /*
3585          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3586          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3587          */
3588         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3589         /*
3590          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3591          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3592          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3593          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3594          */
3595         if (task_has_rt_policy(p)) {
3596                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3597                 goto out_unlock;
3598         }
3599         on_rq = p->on_rq;
3600         if (on_rq)
3601                 dequeue_task(rq, p, 0);
3602
3603         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3604         set_load_weight(p);
3605         old_prio = p->prio;
3606         p->prio = effective_prio(p);
3607         delta = p->prio - old_prio;
3608
3609         if (on_rq) {
3610                 enqueue_task(rq, p, 0);
3611                 /*
3612                  * If the task increased its priority or is running and
3613                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3614                  */
3615                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3616                         resched_task(rq->curr);
3617         }
3618 out_unlock:
3619         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3622
3623 /*
3624  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3625  * @p: task
3626  * @nice: nice value
3627  */
3628 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3629 {
3630         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3631         int nice_rlim = 20 - nice;
3632
3633         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3634                 capable(CAP_SYS_NICE));
3635 }
3636
3637 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3638
3639 /*
3640  * sys_nice - change the priority of the current process.
3641  * @increment: priority increment
3642  *
3643  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3644  * does similar things.
3645  */
3646 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3647 {
3648         long nice, retval;
3649
3650         /*
3651          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3652          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3653          * and we have a single winner.
3654          */
3655         if (increment < -40)
3656                 increment = -40;
3657         if (increment > 40)
3658                 increment = 40;
3659
3660         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3661         if (nice < -20)
3662                 nice = -20;
3663         if (nice > 19)
3664                 nice = 19;
3665
3666         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3667                 return -EPERM;
3668
3669         retval = security_task_setnice(current, nice);
3670         if (retval)
3671                 return retval;
3672
3673         set_user_nice(current, nice);
3674         return 0;
3675 }
3676
3677 #endif
3678
3679 /**
3680  * task_prio - return the priority value of a given task.
3681  * @p: the task in question.
3682  *
3683  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3684  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3685  * around 0, value goes from -16 to +15.
3686  */
3687 int task_prio(const struct task_struct *p)
3688 {
3689         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3690 }
3691
3692 /**
3693  * task_nice - return the nice value of a given task.
3694  * @p: the task in question.
3695  */
3696 int task_nice(const struct task_struct *p)
3697 {
3698         return TASK_NICE(p);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3701
3702 /**
3703  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3704  * @cpu: the processor in question.
3705  */
3706 int idle_cpu(int cpu)
3707 {
3708         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3709
3710         if (rq->curr != rq->idle)
3711                 return 0;
3712
3713         if (rq->nr_running)
3714                 return 0;
3715
3716 #ifdef CONFIG_SMP
3717         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3718                 return 0;
3719 #endif
3720
3721         return 1;
3722 }
3723
3724 /**
3725  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3726  * @cpu: the processor in question.
3727  */
3728 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3729 {
3730         return cpu_rq(cpu)->idle;
3731 }
3732
3733 /**
3734  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3735  * @pid: the pid in question.
3736  */
3737 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3738 {
3739         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3740 }
3741
3742 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3743 static void
3744 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3745 {
3746         p->policy = policy;
3747         p->rt_priority = prio;
3748         p->normal_prio = normal_prio(p);
3749         /* we are holding p->pi_lock already */
3750         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3751         if (rt_prio(p->prio))
3752                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3753         else
3754                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3755         set_load_weight(p);
3756 }
3757
3758 /*
3759  * check the target process has a UID that matches the current process's
3760  */
3761 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3762 {
3763         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3764         bool match;
3765
3766         rcu_read_lock();
3767         pcred = __task_cred(p);
3768         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3769                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3770         rcu_read_unlock();
3771         return match;
3772 }
3773
3774 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3775                                 const struct sched_param *param, bool user)
3776 {
3777         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3778         unsigned long flags;
3779         const struct sched_class *prev_class;
3780         struct rq *rq;
3781         int reset_on_fork;
3782
3783         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3784         BUG_ON(in_interrupt());
3785 recheck:
3786         /* double check policy once rq lock held */
3787         if (policy < 0) {
3788                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3789                 policy = oldpolicy = p->policy;
3790         } else {
3791                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3792                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3793
3794                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3795                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3796                                 policy != SCHED_IDLE)
3797                         return -EINVAL;
3798         }
3799
3800         /*
3801          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3802          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3803          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3804          */
3805         if (param->sched_priority < 0 ||
3806             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3807             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3808                 return -EINVAL;
3809         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3810                 return -EINVAL;
3811
3812         /*
3813          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3814          */
3815         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3816                 if (rt_policy(policy)) {
3817                         unsigned long rlim_rtprio =
3818                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3819
3820                         /* can't set/change the rt policy */
3821                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3822                                 return -EPERM;
3823
3824                         /* can't increase priority */
3825                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3826                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3827                                 return -EPERM;
3828                 }
3829
3830                 /*
3831                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3832                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3833                  */
3834                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3835                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3836                                 return -EPERM;
3837                 }
3838
3839                 /* can't change other user's priorities */
3840                 if (!check_same_owner(p))
3841                         return -EPERM;
3842
3843                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3844                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3845                         return -EPERM;
3846         }
3847
3848         if (user) {
3849                 retval = security_task_setscheduler(p);
3850                 if (retval)
3851                         return retval;
3852         }
3853
3854         /*
3855          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3856          * changing the priority of the task:
3857          *
3858          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3859          * runqueue lock must be held.
3860          */
3861         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3862
3863         /*
3864          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3865          */
3866         if (p == rq->stop) {
3867                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3868                 return -EINVAL;
3869         }
3870
3871         /*
3872          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3873          */
3874         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3875                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3876                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3877                 return 0;
3878         }
3879
3880 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3881         if (user) {
3882                 /*
3883                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3884                  * assigned.
3885                  */
3886                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3887                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3888                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3889                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3890                         return -EPERM;
3891                 }
3892         }
3893 #endif
3894
3895         /* recheck policy now with rq lock held */
3896         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3897                 policy = oldpolicy = -1;
3898                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3899                 goto recheck;
3900         }
3901         on_rq = p->on_rq;
3902         running = task_current(rq, p);
3903         if (on_rq)
3904                 dequeue_task(rq, p, 0);
3905         if (running)
3906                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3907
3908         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3909
3910         oldprio = p->prio;
3911         prev_class = p->sched_class;
3912         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
3913
3914         if (running)
3915                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3916         if (on_rq)
3917                 enqueue_task(rq, p, 0);
3918
3919         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3920         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3921
3922         rt_mutex_adjust_pi(p);
3923
3924         return 0;
3925 }
3926
3927 /**
3928  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3929  * @p: the task in question.
3930  * @policy: new policy.
3931  * @param: structure containing the new RT priority.
3932  *
3933  * NOTE that the task may be already dead.
3934  */
3935 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3936                        const struct sched_param *param)
3937 {
3938         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3939 }
3940 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3941
3942 /**
3943  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3944  * @p: the task in question.
3945  * @policy: new policy.
3946  * @param: structure containing the new RT priority.
3947  *
3948  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3949  * current context has permission.  For example, this is needed in
3950  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3951  * but our caller might not have that capability.
3952  */
3953 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3954                                const struct sched_param *param)
3955 {
3956         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3957 }
3958
3959 static int
3960 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3961 {
3962         struct sched_param lparam;
3963         struct task_struct *p;
3964         int retval;
3965
3966         if (!param || pid < 0)
3967                 return -EINVAL;
3968         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3969                 return -EFAULT;
3970
3971         rcu_read_lock();
3972         retval = -ESRCH;
3973         p = find_process_by_pid(pid);
3974         if (p != NULL)
3975                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3976         rcu_read_unlock();
3977
3978         return retval;
3979 }
3980
3981 /**
3982  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3983  * @pid: the pid in question.
3984  * @policy: new policy.
3985  * @param: structure containing the new RT priority.
3986  */
3987 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3988                 struct sched_param __user *, param)
3989 {
3990         /* negative values for policy are not valid */
3991         if (policy < 0)
3992                 return -EINVAL;
3993
3994         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
3995 }
3996
3997 /**
3998  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
3999  * @pid: the pid in question.
4000  * @param: structure containing the new RT priority.
4001  */
4002 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4003 {
4004         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4005 }
4006
4007 /**
4008  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4009  * @pid: the pid in question.
4010  */
4011 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4012 {
4013         struct task_struct *p;
4014         int retval;
4015
4016         if (pid < 0)
4017                 return -EINVAL;
4018
4019         retval = -ESRCH;
4020         rcu_read_lock();
4021         p = find_process_by_pid(pid);
4022         if (p) {
4023                 retval = security_task_getscheduler(p);
4024                 if (!retval)
4025                         retval = p->policy
4026                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4027         }
4028         rcu_read_unlock();
4029         return retval;
4030 }
4031
4032 /**
4033  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4034  * @pid: the pid in question.
4035  * @param: structure containing the RT priority.
4036  */
4037 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4038 {
4039         struct sched_param lp;
4040         struct task_struct *p;
4041         int retval;
4042
4043         if (!param || pid < 0)
4044                 return -EINVAL;
4045
4046         rcu_read_lock();
4047         p = find_process_by_pid(pid);
4048         retval = -ESRCH;
4049         if (!p)
4050                 goto out_unlock;
4051
4052         retval = security_task_getscheduler(p);
4053         if (retval)
4054                 goto out_unlock;
4055
4056         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4057         rcu_read_unlock();
4058
4059         /*
4060          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4061          */
4062         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4063
4064         return retval;
4065
4066 out_unlock:
4067         rcu_read_unlock();
4068         return retval;
4069 }
4070
4071 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4072 {
4073         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4074         struct task_struct *p;
4075         int retval;
4076
4077         get_online_cpus();
4078         rcu_read_lock();
4079
4080         p = find_process_by_pid(pid);
4081         if (!p) {
4082                 rcu_read_unlock();
4083                 put_online_cpus();
4084                 return -ESRCH;
4085         }
4086
4087         /* Prevent p going away */
4088         get_task_struct(p);
4089         rcu_read_unlock();
4090
4091         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4092                 retval = -ENOMEM;
4093                 goto out_put_task;
4094         }
4095         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4096                 retval = -ENOMEM;
4097                 goto out_free_cpus_allowed;
4098         }
4099         retval = -EPERM;
4100         if (!check_same_owner(p)) {
4101                 rcu_read_lock();
4102                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4103                         rcu_read_unlock();
4104                         goto out_unlock;
4105                 }
4106                 rcu_read_unlock();
4107         }
4108
4109         retval = security_task_setscheduler(p);
4110         if (retval)
4111                 goto out_unlock;
4112
4113         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4114         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4115 again:
4116         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4117
4118         if (!retval) {
4119                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4120                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4121                         /*
4122                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4123                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4124                          * cpuset's cpus_allowed
4125                          */
4126                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4127                         goto again;
4128                 }
4129         }
4130 out_unlock:
4131         free_cpumask_var(new_mask);
4132 out_free_cpus_allowed:
4133         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4134 out_put_task:
4135         put_task_struct(p);
4136         put_online_cpus();
4137         return retval;
4138 }
4139
4140 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4141                              struct cpumask *new_mask)
4142 {
4143         if (len < cpumask_size())
4144                 cpumask_clear(new_mask);
4145         else if (len > cpumask_size())
4146                 len = cpumask_size();
4147
4148         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4149 }
4150
4151 /**
4152  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4153  * @pid: pid of the process
4154  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4155  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4156  */
4157 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4158                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4159 {
4160         cpumask_var_t new_mask;
4161         int retval;
4162
4163         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4164                 return -ENOMEM;
4165
4166         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4167         if (retval == 0)
4168                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4169         free_cpumask_var(new_mask);
4170         return retval;
4171 }
4172
4173 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4174 {
4175         struct task_struct *p;
4176         unsigned long flags;
4177         int retval;
4178
4179         get_online_cpus();
4180         rcu_read_lock();
4181
4182         retval = -ESRCH;
4183         p = find_process_by_pid(pid);
4184         if (!p)
4185                 goto out_unlock;
4186
4187         retval = security_task_getscheduler(p);
4188         if (retval)
4189                 goto out_unlock;
4190
4191         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4192         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4193         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4194
4195 out_unlock:
4196         rcu_read_unlock();
4197         put_online_cpus();
4198
4199         return retval;
4200 }
4201
4202 /**
4203  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4204  * @pid: pid of the process
4205  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4206  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4207  */
4208 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4209                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4210 {
4211         int ret;
4212         cpumask_var_t mask;
4213
4214         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4215                 return -EINVAL;
4216         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4217                 return -EINVAL;
4218
4219         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4220                 return -ENOMEM;
4221
4222         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4223         if (ret == 0) {
4224                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4225
4226                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4227                         ret = -EFAULT;
4228                 else
4229                         ret = retlen;
4230         }
4231         free_cpumask_var(mask);
4232
4233         return ret;
4234 }
4235
4236 /**
4237  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4238  *
4239  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4240  * other threads running on this CPU then this function will return.
4241  */
4242 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4243 {
4244         struct rq *rq = this_rq_lock();
4245
4246         schedstat_inc(rq, yld_count);
4247         current->sched_class->yield_task(rq);
4248
4249         /*
4250          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4251          * no need to preempt or enable interrupts:
4252          */
4253         __release(rq->lock);
4254         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4255         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4256         sched_preempt_enable_no_resched();
4257
4258         schedule();
4259
4260         return 0;
4261 }
4262
4263 static inline int should_resched(void)
4264 {
4265         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4266 }
4267
4268 static void __cond_resched(void)
4269 {
4270         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4271         __schedule();
4272         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4273 }
4274
4275 int __sched _cond_resched(void)
4276 {
4277         if (should_resched()) {
4278                 __cond_resched();
4279                 return 1;
4280         }
4281         return 0;
4282 }
4283 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4284
4285 /*
4286  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4287  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4288  *
4289  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4290  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4291  * spin_unlock(), once by hand).
4292  */
4293 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4294 {
4295         int resched = should_resched();
4296         int ret = 0;
4297
4298         lockdep_assert_held(lock);
4299
4300         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4301                 spin_unlock(lock);
4302                 if (resched)
4303                         __cond_resched();
4304                 else
4305                         cpu_relax();
4306                 ret = 1;
4307                 spin_lock(lock);
4308         }
4309         return ret;
4310 }
4311 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4312
4313 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4314 {
4315         BUG_ON(!in_softirq());
4316
4317         if (should_resched()) {
4318                 local_bh_enable();
4319                 __cond_resched();
4320                 local_bh_disable();
4321                 return 1;
4322         }
4323         return 0;
4324 }
4325 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4326
4327 /**
4328  * yield - yield the current processor to other threads.
4329  *
4330  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4331  *
4332  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4333  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4334  * it, its already broken.
4335  *
4336  * Typical broken usage is:
4337  *
4338  * while (!event)
4339  *      yield();
4340  *
4341  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4342  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4343  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4344  *
4345  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4346  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4347  * If you still want to use yield(), do not!
4348  */
4349 void __sched yield(void)
4350 {
4351         set_current_state(TASK_RUNNING);
4352         sys_sched_yield();
4353 }
4354 EXPORT_SYMBOL(yield);
4355
4356 /**
4357  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4358  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4359  * processor it's on.
4360  * @p: target task
4361  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4362  *
4363  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4364  * can't go away on us before we can do any checks.
4365  *
4366  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4367  */
4368 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4369 {
4370         struct task_struct *curr = current;
4371         struct rq *rq, *p_rq;
4372         unsigned long flags;
4373         bool yielded = 0;
4374
4375         local_irq_save(flags);
4376         rq = this_rq();
4377
4378 again:
4379         p_rq = task_rq(p);
4380         double_rq_lock(rq, p_rq);
4381         while (task_rq(p) != p_rq) {
4382                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4383                 goto again;
4384         }
4385
4386         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4387                 goto out;
4388
4389         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4390                 goto out;
4391
4392         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4393                 goto out;
4394
4395         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4396         if (yielded) {
4397                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4398                 /*
4399                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4400                  * fairness.
4401                  */
4402                 if (preempt && rq != p_rq)
4403                         resched_task(p_rq->curr);
4404         }
4405
4406 out:
4407         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4408         local_irq_restore(flags);
4409
4410         if (yielded)
4411                 schedule();
4412
4413         return yielded;
4414 }
4415 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4416
4417 /*
4418  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4419  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4420  */
4421 void __sched io_schedule(void)
4422 {
4423         struct rq *rq = raw_rq();
4424
4425         delayacct_blkio_start();
4426         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4427         blk_flush_plug(current);
4428         current->in_iowait = 1;
4429         schedule();
4430         current->in_iowait = 0;
4431         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4432         delayacct_blkio_end();
4433 }
4434 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4435
4436 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4437 {
4438         struct rq *rq = raw_rq();
4439         long ret;
4440
4441         delayacct_blkio_start();
4442         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4443         blk_flush_plug(current);
4444         current->in_iowait = 1;
4445         ret = schedule_timeout(timeout);
4446         current->in_iowait = 0;
4447         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4448         delayacct_blkio_end();
4449         return ret;
4450 }
4451
4452 /**
4453  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4454  * @policy: scheduling class.
4455  *
4456  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4457  * by a given scheduling class.
4458  */
4459 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4460 {
4461         int ret = -EINVAL;
4462
4463         switch (policy) {
4464         case SCHED_FIFO:
4465         case SCHED_RR:
4466                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4467                 break;
4468         case SCHED_NORMAL:
4469         case SCHED_BATCH:
4470         case SCHED_IDLE:
4471                 ret = 0;
4472                 break;
4473         }
4474         return ret;
4475 }
4476
4477 /**
4478  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4479  * @policy: scheduling class.
4480  *
4481  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4482  * by a given scheduling class.
4483  */
4484 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4485 {
4486         int ret = -EINVAL;
4487
4488         switch (policy) {
4489         case SCHED_FIFO:
4490         case SCHED_RR:
4491                 ret = 1;
4492                 break;
4493         case SCHED_NORMAL:
4494         case SCHED_BATCH:
4495         case SCHED_IDLE:
4496                 ret = 0;
4497         }
4498         return ret;
4499 }
4500
4501 /**
4502  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4503  * @pid: pid of the process.
4504  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4505  *
4506  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4507  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4508  */
4509 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4510                 struct timespec __user *, interval)
4511 {
4512         struct task_struct *p;
4513         unsigned int time_slice;
4514         unsigned long flags;
4515         struct rq *rq;
4516         int retval;
4517         struct timespec t;
4518
4519         if (pid < 0)
4520                 return -EINVAL;
4521
4522         retval = -ESRCH;
4523         rcu_read_lock();
4524         p = find_process_by_pid(pid);
4525         if (!p)
4526                 goto out_unlock;
4527
4528         retval = security_task_getscheduler(p);
4529         if (retval)
4530                 goto out_unlock;
4531
4532         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4533         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4534         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4535
4536         rcu_read_unlock();
4537         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4538         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4539         return retval;
4540
4541 out_unlock:
4542         rcu_read_unlock();
4543         return retval;
4544 }
4545
4546 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4547
4548 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4549 {
4550         unsigned long free = 0;
4551         int ppid;
4552         unsigned state;
4553
4554         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4555         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4556                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4557 #if BITS_PER_LONG == 32
4558         if (state == TASK_RUNNING)
4559                 printk(KERN_CONT " running  ");
4560         else
4561                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4562 #else
4563         if (state == TASK_RUNNING)
4564                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4565         else
4566                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4567 #endif
4568 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4569         free = stack_not_used(p);
4570 #endif
4571         rcu_read_lock();
4572         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4573         rcu_read_unlock();
4574         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4575                 task_pid_nr(p), ppid,
4576                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4577
4578         show_stack(p, NULL);
4579 }
4580
4581 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4582 {
4583         struct task_struct *g, *p;
4584
4585 #if BITS_PER_LONG == 32
4586         printk(KERN_INFO
4587                 "  task                PC stack   pid father\n");
4588 #else
4589         printk(KERN_INFO
4590                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4591 #endif
4592         rcu_read_lock();
4593         do_each_thread(g, p) {
4594                 /*
4595                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4596                  * console might take a lot of time:
4597                  */
4598                 touch_nmi_watchdog();
4599                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4600                         sched_show_task(p);
4601         } while_each_thread(g, p);
4602
4603         touch_all_softlockup_watchdogs();
4604
4605 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4606         sysrq_sched_debug_show();
4607 #endif
4608         rcu_read_unlock();
4609         /*
4610          * Only show locks if all tasks are dumped:
4611          */
4612         if (!state_filter)
4613                 debug_show_all_locks();
4614 }
4615
4616 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4617 {
4618         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4619 }
4620
4621 /**
4622  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4623  * @idle: task in question
4624  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4625  *
4626  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4627  * flag, to make booting more robust.
4628  */
4629 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4630 {
4631         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4632         unsigned long flags;
4633
4634         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4635
4636         __sched_fork(idle);
4637         idle->state = TASK_RUNNING;
4638         idle->se.exec_start = sched_clock();
4639
4640         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4641         /*
4642          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4643          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4644          * lockdep check in task_group() will fail.
4645          *
4646          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4647          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4648          *
4649          * Silence PROVE_RCU
4650          */
4651         rcu_read_lock();
4652         __set_task_cpu(idle, cpu);
4653         rcu_read_unlock();
4654
4655         rq->curr = rq->idle = idle;
4656 #if defined(CONFIG_SMP)
4657         idle->on_cpu = 1;
4658 #endif
4659         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4660
4661         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4662         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4663
4664         /*
4665          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4666          */
4667         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4668         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4669 #if defined(CONFIG_SMP)
4670         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4671 #endif
4672 }
4673
4674 #ifdef CONFIG_SMP
4675 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4676 {
4677         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4678                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4679
4680         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4681         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4682 }
4683
4684 /*
4685  * This is how migration works:
4686  *
4687  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4688  *    stop_one_cpu().
4689  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4690  *    off the CPU)
4691  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4692  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4693  *    it and puts it into the right queue.
4694  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4695  *    is done.
4696  */
4697
4698 /*
4699  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4700  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4701  * is removed from the allowed bitmask.
4702  *
4703  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4704  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4705  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4706  */
4707 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4708 {
4709         unsigned long flags;
4710         struct rq *rq;
4711         unsigned int dest_cpu;
4712         int ret = 0;
4713
4714         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4715
4716         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4717                 goto out;
4718
4719         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4720                 ret = -EINVAL;
4721                 goto out;
4722         }
4723
4724         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
4725                 ret = -EINVAL;
4726                 goto out;
4727         }
4728
4729         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4730
4731         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4732         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4733                 goto out;
4734
4735         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4736         if (p->on_rq) {
4737                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4738                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4739                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4740                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4741                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4742                 return 0;
4743         }
4744 out:
4745         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4746
4747         return ret;
4748 }
4749 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4750
4751 /*
4752  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4753  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4754  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4755  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4756  *
4757  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4758  * as the task is no longer on this CPU.
4759  *
4760  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4761  */
4762 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4763 {
4764         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4765         int ret = 0;
4766
4767         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4768                 return ret;
4769
4770         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4771         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4772
4773         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4774         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4775         /* Already moved. */
4776         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4777                 goto done;
4778         /* Affinity changed (again). */
4779         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4780                 goto fail;
4781
4782         /*
4783          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4784          * placed properly.
4785          */
4786         if (p->on_rq) {
4787                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4788                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4789                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4790                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4791         }
4792 done:
4793         ret = 1;
4794 fail:
4795         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4796         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4797         return ret;
4798 }
4799
4800 /*
4801  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4802  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4803  * 'pushing' onto another runqueue.
4804  */
4805 static int migration_cpu_stop(void *data)
4806 {
4807         struct migration_arg *arg = data;
4808
4809         /*
4810          * The original target cpu might have gone down and we might
4811          * be on another cpu but it doesn't matter.
4812          */
4813         local_irq_disable();
4814         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4815         local_irq_enable();
4816         return 0;
4817 }
4818
4819 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4820
4821 /*
4822  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4823  * offline.
4824  */
4825 void idle_task_exit(void)
4826 {
4827         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4828
4829         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4830
4831         if (mm != &init_mm)
4832                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4833         mmdrop(mm);
4834 }
4835
4836 /*
4837  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4838  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4839  * nr_active count is stable.
4840  *
4841  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4842  */
4843 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4844 {
4845         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4846         if (delta)
4847                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4852  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4853  *
4854  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4855  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4856  * because of lock validation efforts.
4857  */
4858 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4859 {
4860         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4861         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4862         int dest_cpu;
4863
4864         /*
4865          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4866          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4867          *
4868          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4869          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4870          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4871          * done here.
4872          */
4873         rq->stop = NULL;
4874
4875         for ( ; ; ) {
4876                 /*
4877                  * There's this thread running, bail when that's the only
4878                  * remaining thread.
4879                  */
4880                 if (rq->nr_running == 1)
4881                         break;
4882
4883                 next = pick_next_task(rq);
4884                 BUG_ON(!next);
4885                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4886
4887                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4888                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4889                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4890
4891                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4892
4893                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4894         }
4895
4896         rq->stop = stop;
4897 }
4898
4899 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4900
4901 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4902
4903 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4904         {
4905                 .procname       = "sched_domain",
4906                 .mode           = 0555,
4907         },
4908         {}
4909 };
4910
4911 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4912         {
4913                 .procname       = "kernel",
4914                 .mode           = 0555,
4915                 .child          = sd_ctl_dir,
4916         },
4917         {}
4918 };
4919
4920 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4921 {
4922         struct ctl_table *entry =
4923                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4924
4925         return entry;
4926 }
4927
4928 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4929 {
4930         struct ctl_table *entry;
4931
4932         /*
4933          * In the intermediate directories, both the child directory and
4934          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4935          * will always be set. In the lowest directory the names are
4936          * static strings and all have proc handlers.
4937          */
4938         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4939                 if (entry->child)
4940                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4941                 if (entry->proc_handler == NULL)
4942                         kfree(entry->procname);
4943         }
4944
4945         kfree(*tablep);
4946         *tablep = NULL;
4947 }
4948
4949 static int min_load_idx = 0;
4950 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX;
4951
4952 static void
4953 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4954                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4955                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4956                 bool load_idx)
4957 {
4958         entry->procname = procname;
4959         entry->data = data;
4960         entry->maxlen = maxlen;
4961         entry->mode = mode;
4962         entry->proc_handler = proc_handler;
4963
4964         if (load_idx) {
4965                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4966                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4967         }
4968 }
4969
4970 static struct ctl_table *
4971 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4972 {
4973         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
4974
4975         if (table == NULL)
4976                 return NULL;
4977
4978         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
4979                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4980         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
4981                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4982         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
4983                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4984         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
4985                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4986         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
4987                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4988         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
4989                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4990         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
4991                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4992         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
4993                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4994         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
4995                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4996         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
4997                 &sd->cache_nice_tries,
4998                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4999         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5000                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5001         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5002                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5003         /* &table[12] is terminator */
5004
5005         return table;
5006 }
5007
5008 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5009 {
5010         struct ctl_table *entry, *table;
5011         struct sched_domain *sd;
5012         int domain_num = 0, i;
5013         char buf[32];
5014
5015         for_each_domain(cpu, sd)
5016                 domain_num++;
5017         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5018         if (table == NULL)
5019                 return NULL;
5020
5021         i = 0;
5022         for_each_domain(cpu, sd) {
5023                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5024                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5025                 entry->mode = 0555;
5026                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5027                 entry++;
5028                 i++;
5029         }
5030         return table;
5031 }
5032
5033 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5034 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5035 {
5036         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5037         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5038         char buf[32];
5039
5040         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5041         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5042
5043         if (entry == NULL)
5044                 return;
5045
5046         for_each_possible_cpu(i) {
5047                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5048                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5049                 entry->mode = 0555;
5050                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5051                 entry++;
5052         }
5053
5054         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5055         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5056 }
5057
5058 /* may be called multiple times per register */
5059 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5060 {
5061         if (sd_sysctl_header)
5062                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5063         sd_sysctl_header = NULL;
5064         if (sd_ctl_dir[0].child)
5065                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5066 }
5067 #else
5068 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5069 {
5070 }
5071 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5072 {
5073 }
5074 #endif
5075
5076 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5077 {
5078         if (!rq->online) {
5079                 const struct sched_class *class;
5080
5081                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5082                 rq->online = 1;
5083
5084                 for_each_class(class) {
5085                         if (class->rq_online)
5086                                 class->rq_online(rq);
5087                 }
5088         }
5089 }
5090
5091 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5092 {
5093         if (rq->online) {
5094                 const struct sched_class *class;
5095
5096                 for_each_class(class) {
5097                         if (class->rq_offline)
5098                                 class->rq_offline(rq);
5099                 }
5100
5101                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5102                 rq->online = 0;
5103         }
5104 }
5105
5106 /*
5107  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5108  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5109  */
5110 static int __cpuinit
5111 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5112 {
5113         int cpu = (long)hcpu;
5114         unsigned long flags;
5115         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5116
5117         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5118
5119         case CPU_UP_PREPARE:
5120                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5121                 break;
5122
5123         case CPU_ONLINE:
5124                 /* Update our root-domain */
5125                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5126                 if (rq->rd) {
5127                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5128
5129                         set_rq_online(rq);
5130                 }
5131                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5132                 break;
5133
5134 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5135         case CPU_DYING:
5136                 sched_ttwu_pending();
5137                 /* Update our root-domain */
5138                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5139                 if (rq->rd) {
5140                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5141                         set_rq_offline(rq);
5142                 }
5143                 migrate_tasks(cpu);
5144                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5145                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5146                 break;
5147
5148         case CPU_DEAD:
5149                 calc_load_migrate(rq);
5150                 break;
5151 #endif
5152         }
5153
5154         update_max_interval();
5155
5156         return NOTIFY_OK;
5157 }
5158
5159 /*
5160  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5161  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5162  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5163  */
5164 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5165         .notifier_call = migration_call,
5166         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5167 };
5168
5169 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5170                                       unsigned long action, void *hcpu)
5171 {
5172         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5173         case CPU_STARTING:
5174         case CPU_DOWN_FAILED:
5175                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5176                 return NOTIFY_OK;
5177         default:
5178                 return NOTIFY_DONE;
5179         }
5180 }
5181
5182 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5183                                         unsigned long action, void *hcpu)
5184 {
5185         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5186         case CPU_DOWN_PREPARE:
5187                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5188                 return NOTIFY_OK;
5189         default:
5190                 return NOTIFY_DONE;
5191         }
5192 }
5193
5194 static int __init migration_init(void)
5195 {
5196         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5197         int err;
5198
5199         /* Initialize migration for the boot CPU */
5200         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5201         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5202         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5203         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5204
5205         /* Register cpu active notifiers */
5206         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5207         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5208
5209         return 0;
5210 }
5211 early_initcall(migration_init);
5212 #endif
5213
5214 #ifdef CONFIG_SMP
5215
5216 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5217
5218 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5219
5220 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5221
5222 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5223 {
5224         sched_debug_enabled = 1;
5225
5226         return 0;
5227 }
5228 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5229
5230 static inline bool sched_debug(void)
5231 {
5232         return sched_debug_enabled;
5233 }
5234
5235 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5236                                   struct cpumask *groupmask)
5237 {
5238         struct sched_group *group = sd->groups;
5239         char str[256];
5240
5241         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5242         cpumask_clear(groupmask);
5243
5244         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5245
5246         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5247                 printk("does not load-balance\n");
5248                 if (sd->parent)
5249                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5250                                         " has parent");
5251                 return -1;
5252         }
5253
5254         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5255
5256         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5257                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5258                                 "CPU%d\n", cpu);
5259         }
5260         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5261                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5262                                 " CPU%d\n", cpu);
5263         }
5264
5265         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5266         do {
5267                 if (!group) {
5268                         printk("\n");
5269                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5270                         break;
5271                 }
5272
5273                 /*
5274                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5275                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5276                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5277                  */
5278                 if (!group->sgp->power_orig) {
5279                         printk(KERN_CONT "\n");
5280                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5281                                         "set\n");
5282                         break;
5283                 }
5284
5285                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5286                         printk(KERN_CONT "\n");
5287                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5288                         break;
5289                 }
5290
5291                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5292                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5293                         printk(KERN_CONT "\n");
5294                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5295                         break;
5296                 }
5297
5298                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5299
5300                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5301
5302                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5303                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5304                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5305                                 group->sgp->power);
5306                 }
5307
5308                 group = group->next;
5309         } while (group != sd->groups);
5310         printk(KERN_CONT "\n");
5311
5312         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5313                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5314
5315         if (sd->parent &&
5316             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5317                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5318                         "of domain->span\n");
5319         return 0;
5320 }
5321
5322 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5323 {
5324         int level = 0;
5325
5326         if (!sched_debug_enabled)
5327                 return;
5328
5329         if (!sd) {
5330                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5331                 return;
5332         }
5333
5334         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5335
5336         for (;;) {
5337                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5338                         break;
5339                 level++;
5340                 sd = sd->parent;
5341                 if (!sd)
5342                         break;
5343         }
5344 }
5345 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5346 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5347 static inline bool sched_debug(void)
5348 {
5349         return false;
5350 }
5351 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5352
5353 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5354 {
5355         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5356                 return 1;
5357
5358         /* Following flags need at least 2 groups */
5359         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5360                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5361                          SD_BALANCE_FORK |
5362                          SD_BALANCE_EXEC |
5363                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5364                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5365                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5366                         return 0;
5367         }
5368
5369         /* Following flags don't use groups */
5370         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5371                 return 0;
5372
5373         return 1;
5374 }
5375
5376 static int
5377 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5378 {
5379         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5380
5381         if (sd_degenerate(parent))
5382                 return 1;
5383
5384         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5385                 return 0;
5386
5387         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5388         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5389                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5390                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5391                                 SD_BALANCE_FORK |
5392                                 SD_BALANCE_EXEC |
5393                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5394                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5395                 if (nr_node_ids == 1)
5396                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5397         }
5398         if (~cflags & pflags)
5399                 return 0;
5400
5401         return 1;
5402 }
5403
5404 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5405 {
5406         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5407
5408         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5409         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5410         free_cpumask_var(rd->online);
5411         free_cpumask_var(rd->span);
5412         kfree(rd);
5413 }
5414
5415 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5416 {
5417         struct root_domain *old_rd = NULL;
5418         unsigned long flags;
5419
5420         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5421
5422         if (rq->rd) {
5423                 old_rd = rq->rd;
5424
5425                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5426                         set_rq_offline(rq);
5427
5428                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5429
5430                 /*
5431                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5432                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5433                  * in this function:
5434                  */
5435                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5436                         old_rd = NULL;
5437         }
5438
5439         atomic_inc(&rd->refcount);
5440         rq->rd = rd;
5441
5442         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5443         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5444                 set_rq_online(rq);
5445
5446         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5447
5448         if (old_rd)
5449                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5450 }
5451
5452 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5453 {
5454         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5455
5456         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5457                 goto out;
5458         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5459                 goto free_span;
5460         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5461                 goto free_online;
5462
5463         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5464                 goto free_rto_mask;
5465         return 0;
5466
5467 free_rto_mask:
5468         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5469 free_online:
5470         free_cpumask_var(rd->online);
5471 free_span:
5472         free_cpumask_var(rd->span);
5473 out:
5474         return -ENOMEM;
5475 }
5476
5477 /*
5478  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5479  * members (mimicking the global state we have today).
5480  */
5481 struct root_domain def_root_domain;
5482
5483 static void init_defrootdomain(void)
5484 {
5485         init_rootdomain(&def_root_domain);
5486
5487         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5488 }
5489
5490 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5491 {
5492         struct root_domain *rd;
5493
5494         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5495         if (!rd)
5496                 return NULL;
5497
5498         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5499                 kfree(rd);
5500                 return NULL;
5501         }
5502
5503         return rd;
5504 }
5505
5506 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5507 {
5508         struct sched_group *tmp, *first;
5509
5510         if (!sg)
5511                 return;
5512
5513         first = sg;
5514         do {
5515                 tmp = sg->next;
5516
5517                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5518                         kfree(sg->sgp);
5519
5520                 kfree(sg);
5521                 sg = tmp;
5522         } while (sg != first);
5523 }
5524
5525 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5526 {
5527         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5528
5529         /*
5530          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5531          * nuke them all.
5532          */
5533         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5534                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5535         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5536                 kfree(sd->groups->sgp);
5537                 kfree(sd->groups);
5538         }
5539         kfree(sd);
5540 }
5541
5542 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5543 {
5544         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5545 }
5546
5547 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5548 {
5549         for (; sd; sd = sd->parent)
5550                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5551 }
5552
5553 /*
5554  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5555  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5556  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5557  *
5558  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5559  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5560  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5561  */
5562 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5563 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5564
5565 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5566 {
5567         struct sched_domain *sd;
5568         int id = cpu;
5569
5570         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5571         if (sd)
5572                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5573
5574         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5575         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5576 }
5577
5578 /*
5579  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5580  * hold the hotplug lock.
5581  */
5582 static void
5583 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5584 {
5585         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5586         struct sched_domain *tmp;
5587
5588         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5589         for (tmp = sd; tmp; ) {
5590                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5591                 if (!parent)
5592                         break;
5593
5594                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5595                         tmp->parent = parent->parent;
5596                         if (parent->parent)
5597                                 parent->parent->child = tmp;
5598                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5599                 } else
5600                         tmp = tmp->parent;
5601         }
5602
5603         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5604                 tmp = sd;
5605                 sd = sd->parent;
5606                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5607                 if (sd)
5608                         sd->child = NULL;
5609         }
5610
5611         sched_domain_debug(sd, cpu);
5612
5613         rq_attach_root(rq, rd);
5614         tmp = rq->sd;
5615         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5616         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5617
5618         update_top_cache_domain(cpu);
5619 }
5620
5621 /* cpus with isolated domains */
5622 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5623
5624 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5625 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5626 {
5627         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5628         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5629         return 1;
5630 }
5631
5632 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5633
5634 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5635 {
5636         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5637 }
5638
5639 struct sd_data {
5640         struct sched_domain **__percpu sd;
5641         struct sched_group **__percpu sg;
5642         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5643 };
5644
5645 struct s_data {
5646         struct sched_domain ** __percpu sd;
5647         struct root_domain      *rd;
5648 };
5649
5650 enum s_alloc {
5651         sa_rootdomain,
5652         sa_sd,
5653         sa_sd_storage,
5654         sa_none,
5655 };
5656
5657 struct sched_domain_topology_level;
5658
5659 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5660 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5661
5662 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5663
5664 struct sched_domain_topology_level {
5665         sched_domain_init_f init;
5666         sched_domain_mask_f mask;
5667         int                 flags;
5668         int                 numa_level;
5669         struct sd_data      data;
5670 };
5671
5672 /*
5673  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5674  * domain traversal.
5675  *
5676  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5677  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5678  * range.
5679  *
5680  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5681  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5682  * cpu they're built on, so check that.
5683  *
5684  */
5685 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5686 {
5687         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5688         struct sd_data *sdd = sd->private;
5689         struct sched_domain *sibling;
5690         int i;
5691
5692         for_each_cpu(i, span) {
5693                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5694                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5695                         continue;
5696
5697                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5698         }
5699 }
5700
5701 /*
5702  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5703  * of this group that's also in the iteration mask.
5704  */
5705 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5706 {
5707         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5708 }
5709
5710 static int
5711 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5712 {
5713         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5714         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5715         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5716         struct sd_data *sdd = sd->private;
5717         struct sched_domain *child;
5718         int i;
5719
5720         cpumask_clear(covered);
5721
5722         for_each_cpu(i, span) {
5723                 struct cpumask *sg_span;
5724
5725                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5726                         continue;
5727
5728                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5729
5730                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5731                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5732                         continue;
5733
5734                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5735                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5736
5737                 if (!sg)
5738                         goto fail;
5739
5740                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5741                 if (child->child) {
5742                         child = child->child;
5743                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5744                 } else
5745                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5746
5747                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5748
5749                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5750                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5751                         build_group_mask(sd, sg);
5752
5753                 /*
5754                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5755                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5756                  * die on a /0 trap.
5757                  */
5758                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5759
5760                 /*
5761                  * Make sure the first group of this domain contains the
5762                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5763                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5764                  */
5765                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5766                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5767                         groups = sg;
5768
5769                 if (!first)
5770                         first = sg;
5771                 if (last)
5772                         last->next = sg;
5773                 last = sg;
5774                 last->next = first;
5775         }
5776         sd->groups = groups;
5777
5778         return 0;
5779
5780 fail:
5781         free_sched_groups(first, 0);
5782
5783         return -ENOMEM;
5784 }
5785
5786 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5787 {
5788         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5789         struct sched_domain *child = sd->child;
5790
5791         if (child)
5792                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5793
5794         if (sg) {
5795                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5796                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5797                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5798         }
5799
5800         return cpu;
5801 }
5802
5803 /*
5804  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5805  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5806  * and ->cpu_power to 0.
5807  *
5808  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5809  */
5810 static int
5811 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5812 {
5813         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5814         struct sd_data *sdd = sd->private;
5815         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5816         struct cpumask *covered;
5817         int i;
5818
5819         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5820         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5821
5822         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5823                 return 0;
5824
5825         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5826         covered = sched_domains_tmpmask;
5827
5828         cpumask_clear(covered);
5829
5830         for_each_cpu(i, span) {
5831                 struct sched_group *sg;
5832                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5833                 int j;
5834
5835                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5836                         continue;
5837
5838                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5839                 sg->sgp->power = 0;
5840                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5841
5842                 for_each_cpu(j, span) {
5843                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5844                                 continue;
5845
5846                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5847                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5848                 }
5849
5850                 if (!first)
5851                         first = sg;
5852                 if (last)
5853                         last->next = sg;
5854                 last = sg;
5855         }
5856         last->next = first;
5857
5858         return 0;
5859 }
5860
5861 /*
5862  * Initialize sched groups cpu_power.
5863  *
5864  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5865  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5866  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5867  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5868  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5869  * less cpu_power.
5870  */
5871 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5872 {
5873         struct sched_group *sg = sd->groups;
5874
5875         WARN_ON(!sd || !sg);
5876
5877         do {
5878                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5879                 sg = sg->next;
5880         } while (sg != sd->groups);
5881
5882         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5883                 return;
5884
5885         update_group_power(sd, cpu);
5886         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5887 }
5888
5889 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
5890 {
5891        return 0*SD_ASYM_PACKING;
5892 }
5893
5894 /*
5895  * Initializers for schedule domains
5896  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5897  */
5898
5899 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5900 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
5901 #else
5902 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
5903 #endif
5904
5905 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
5906 static noinline struct sched_domain *                                   \
5907 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
5908 {                                                                       \
5909         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
5910         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
5911         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
5912         sd->private = &tl->data;                                        \
5913         return sd;                                                      \
5914 }
5915
5916 SD_INIT_FUNC(CPU)
5917 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5918  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
5919 #endif
5920 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
5921  SD_INIT_FUNC(MC)
5922 #endif
5923 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
5924  SD_INIT_FUNC(BOOK)
5925 #endif
5926
5927 static int default_relax_domain_level = -1;
5928 int sched_domain_level_max;
5929
5930 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5931 {
5932         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5933                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5934
5935         return 1;
5936 }
5937 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5938
5939 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5940                                  struct sched_domain_attr *attr)
5941 {
5942         int request;
5943
5944         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5945                 if (default_relax_domain_level < 0)
5946                         return;
5947                 else
5948                         request = default_relax_domain_level;
5949         } else
5950                 request = attr->relax_domain_level;
5951         if (request < sd->level) {
5952                 /* turn off idle balance on this domain */
5953                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5954         } else {
5955                 /* turn on idle balance on this domain */
5956                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5957         }
5958 }
5959
5960 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5961 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5962
5963 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5964                                  const struct cpumask *cpu_map)
5965 {
5966         switch (what) {
5967         case sa_rootdomain:
5968                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5969                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5970         case sa_sd:
5971                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5972         case sa_sd_storage:
5973                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5974         case sa_none:
5975                 break;
5976         }
5977 }
5978
5979 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
5980                                                    const struct cpumask *cpu_map)
5981 {
5982         memset(d, 0, sizeof(*d));
5983
5984         if (__sdt_alloc(cpu_map))
5985                 return sa_sd_storage;
5986         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
5987         if (!d->sd)
5988                 return sa_sd_storage;
5989         d->rd = alloc_rootdomain();
5990         if (!d->rd)
5991                 return sa_sd;
5992         return sa_rootdomain;
5993 }
5994
5995 /*
5996  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
5997  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
5998  * will not free the data we're using.
5999  */
6000 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6001 {
6002         struct sd_data *sdd = sd->private;
6003
6004         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6005         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6006
6007         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6008                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6009
6010         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6011                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6012 }
6013
6014 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6015 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6016 {
6017         return topology_thread_cpumask(cpu);
6018 }
6019 #endif
6020
6021 /*
6022  * Topology list, bottom-up.
6023  */
6024 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6025 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6026         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6027 #endif
6028 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6029         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6030 #endif
6031 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6032         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6033 #endif
6034         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6035         { NULL, },
6036 };
6037
6038 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6039
6040 #ifdef CONFIG_NUMA
6041
6042 static int sched_domains_numa_levels;
6043 static int *sched_domains_numa_distance;
6044 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6045 static int sched_domains_curr_level;
6046
6047 static inline int sd_local_flags(int level)
6048 {
6049         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6050                 return 0;
6051
6052         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6053 }
6054
6055 static struct sched_domain *
6056 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6057 {
6058         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6059         int level = tl->numa_level;
6060         int sd_weight = cpumask_weight(
6061                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6062
6063         *sd = (struct sched_domain){
6064                 .min_interval           = sd_weight,
6065                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6066                 .busy_factor            = 32,
6067                 .imbalance_pct          = 125,
6068                 .cache_nice_tries       = 2,
6069                 .busy_idx               = 3,
6070                 .idle_idx               = 2,
6071                 .newidle_idx            = 0,
6072                 .wake_idx               = 0,
6073                 .forkexec_idx           = 0,
6074
6075                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6076                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6077                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6078                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6079                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6080                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6081                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6082                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6083                                         | 1*SD_SERIALIZE
6084                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6085                                         | sd_local_flags(level)
6086                                         ,
6087                 .last_balance           = jiffies,
6088                 .balance_interval       = sd_weight,
6089         };
6090         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6091         sd->private = &tl->data;
6092
6093         /*
6094          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6095          */
6096         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6097
6098         return sd;
6099 }
6100
6101 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6102 {
6103         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6104 }
6105
6106 static void sched_numa_warn(const char *str)
6107 {
6108         static int done = false;
6109         int i,j;
6110
6111         if (done)
6112                 return;
6113
6114         done = true;
6115
6116         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6117
6118         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6119                 printk(KERN_WARNING "  ");
6120                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6121                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6122                 printk(KERN_CONT "\n");
6123         }
6124         printk(KERN_WARNING "\n");
6125 }
6126
6127 static bool find_numa_distance(int distance)
6128 {
6129         int i;
6130
6131         if (distance == node_distance(0, 0))
6132                 return true;
6133
6134         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6135                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6136                         return true;
6137         }
6138
6139         return false;
6140 }
6141
6142 static void sched_init_numa(void)
6143 {
6144         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6145         struct sched_domain_topology_level *tl;
6146         int level = 0;
6147         int i, j, k;
6148
6149         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6150         if (!sched_domains_numa_distance)
6151                 return;
6152
6153         /*
6154          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6155          * unique distances in the node_distance() table.
6156          *
6157          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6158          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6159          */
6160         next_distance = curr_distance;
6161         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6162                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6163                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6164                                 int distance = node_distance(i, k);
6165
6166                                 if (distance > curr_distance &&
6167                                     (distance < next_distance ||
6168                                      next_distance == curr_distance))
6169                                         next_distance = distance;
6170
6171                                 /*
6172                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6173                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6174                                  * equally connected to A.
6175                                  */
6176                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6177                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6178
6179                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6180                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6181                         }
6182                         if (next_distance != curr_distance) {
6183                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6184                                 sched_domains_numa_levels = level;
6185                                 curr_distance = next_distance;
6186                         } else break;
6187                 }
6188
6189                 /*
6190                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6191                  */
6192                 if (!sched_debug())
6193                         break;
6194         }
6195         /*
6196          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6197          * identity distance node_distance(i,i).
6198          *
6199          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6200          * numbers.
6201          */
6202
6203         /*
6204          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6205          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6206          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6207          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6208          * in other functions.
6209          *
6210          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6211          */
6212         sched_domains_numa_levels = 0;
6213
6214         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6215         if (!sched_domains_numa_masks)
6216                 return;
6217
6218         /*
6219          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6220          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6221          */
6222         for (i = 0; i < level; i++) {
6223                 sched_domains_numa_masks[i] =
6224                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6225                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6226                         return;
6227
6228                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6229                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6230                         if (!mask)
6231                                 return;
6232
6233                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6234
6235                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6236                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6237                                         continue;
6238
6239                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6240                         }
6241                 }
6242         }
6243
6244         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6245                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6246         if (!tl)
6247                 return;
6248
6249         /*
6250          * Copy the default topology bits..
6251          */
6252         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6253                 tl[i] = default_topology[i];
6254
6255         /*
6256          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6257          */
6258         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6259                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6260                         .init = sd_numa_init,
6261                         .mask = sd_numa_mask,
6262                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6263                         .numa_level = j,
6264                 };
6265         }
6266
6267         sched_domain_topology = tl;
6268
6269         sched_domains_numa_levels = level;
6270 }
6271
6272 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6273 {
6274         int i, j;
6275         int node = cpu_to_node(cpu);
6276
6277         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6278                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6279                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6280                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6281                 }
6282         }
6283 }
6284
6285 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6286 {
6287         int i, j;
6288         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6289                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6290                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6291         }
6292 }
6293
6294 /*
6295  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6296  * are onlined.
6297  */
6298 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6299                                            unsigned long action,
6300                                            void *hcpu)
6301 {
6302         int cpu = (long)hcpu;
6303
6304         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6305         case CPU_ONLINE:
6306                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6307                 break;
6308
6309         case CPU_DEAD:
6310                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6311                 break;
6312
6313         default:
6314                 return NOTIFY_DONE;
6315         }
6316
6317         return NOTIFY_OK;
6318 }
6319 #else
6320 static inline void sched_init_numa(void)
6321 {
6322 }
6323
6324 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6325                                            unsigned long action,
6326                                            void *hcpu)
6327 {
6328         return 0;
6329 }
6330 #endif /* CONFIG_NUMA */
6331
6332 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6333 {
6334         struct sched_domain_topology_level *tl;
6335         int j;
6336
6337         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6338                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6339
6340                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6341                 if (!sdd->sd)
6342                         return -ENOMEM;
6343
6344                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6345                 if (!sdd->sg)
6346                         return -ENOMEM;
6347
6348                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6349                 if (!sdd->sgp)
6350                         return -ENOMEM;
6351
6352                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6353                         struct sched_domain *sd;
6354                         struct sched_group *sg;
6355                         struct sched_group_power *sgp;
6356
6357                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6358                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6359                         if (!sd)
6360                                 return -ENOMEM;
6361
6362                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6363
6364                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6365                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6366                         if (!sg)
6367                                 return -ENOMEM;
6368
6369                         sg->next = sg;
6370
6371                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6372
6373                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6374                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6375                         if (!sgp)
6376                                 return -ENOMEM;
6377
6378                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6379                 }
6380         }
6381
6382         return 0;
6383 }
6384
6385 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6386 {
6387         struct sched_domain_topology_level *tl;
6388         int j;
6389
6390         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6391                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6392
6393                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6394                         struct sched_domain *sd;
6395
6396                         if (sdd->sd) {
6397                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6398                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6399                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6400                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6401                         }
6402
6403                         if (sdd->sg)
6404                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6405                         if (sdd->sgp)
6406                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6407                 }
6408                 free_percpu(sdd->sd);
6409                 sdd->sd = NULL;
6410                 free_percpu(sdd->sg);
6411                 sdd->sg = NULL;
6412                 free_percpu(sdd->sgp);
6413                 sdd->sgp = NULL;
6414         }
6415 }
6416
6417 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6418                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6419                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6420                 int cpu)
6421 {
6422         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6423         if (!sd)
6424                 return child;
6425
6426         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6427         if (child) {
6428                 sd->level = child->level + 1;
6429                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6430                 child->parent = sd;
6431         }
6432         sd->child = child;
6433         set_domain_attribute(sd, attr);
6434
6435         return sd;
6436 }
6437
6438 /*
6439  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6440  * to the individual cpus
6441  */
6442 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6443                                struct sched_domain_attr *attr)
6444 {
6445         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6446         struct sched_domain *sd;
6447         struct s_data d;
6448         int i, ret = -ENOMEM;
6449
6450         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6451         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6452                 goto error;
6453
6454         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6455         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6456                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6457
6458                 sd = NULL;
6459                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6460                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6461                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6462                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6463                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6464                                 break;
6465                 }
6466
6467                 while (sd->child)
6468                         sd = sd->child;
6469
6470                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6471         }
6472
6473         /* Build the groups for the domains */
6474         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6475                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6476                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6477                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6478                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6479                                         goto error;
6480                         } else {
6481                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6482                                         goto error;
6483                         }
6484                 }
6485         }
6486
6487         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6488         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6489                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6490                         continue;
6491
6492                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6493                         claim_allocations(i, sd);
6494                         init_sched_groups_power(i, sd);
6495                 }
6496         }
6497
6498         /* Attach the domains */
6499         rcu_read_lock();
6500         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6501                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6502                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6503         }
6504         rcu_read_unlock();
6505
6506         ret = 0;
6507 error:
6508         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6509         return ret;
6510 }
6511
6512 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6513 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6514 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6515                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6516
6517 /*
6518  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6519  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6520  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6521  */
6522 static cpumask_var_t fallback_doms;
6523
6524 /*
6525  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6526  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6527  * or 0 if it stayed the same.
6528  */
6529 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6530 {
6531         return 0;
6532 }
6533
6534 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6535 {
6536         int i;
6537         cpumask_var_t *doms;
6538
6539         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6540         if (!doms)
6541                 return NULL;
6542         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6543                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6544                         free_sched_domains(doms, i);
6545                         return NULL;
6546                 }
6547         }
6548         return doms;
6549 }
6550
6551 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6552 {
6553         unsigned int i;
6554         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6555                 free_cpumask_var(doms[i]);
6556         kfree(doms);
6557 }
6558
6559 /*
6560  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6561  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6562  * exclude other special cases in the future.
6563  */
6564 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6565 {
6566         int err;
6567
6568         arch_update_cpu_topology();
6569         ndoms_cur = 1;
6570         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6571         if (!doms_cur)
6572                 doms_cur = &fallback_doms;
6573         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6574         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6575         register_sched_domain_sysctl();
6576
6577         return err;
6578 }
6579
6580 /*
6581  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6582  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6583  */
6584 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6585 {
6586         int i;
6587
6588         rcu_read_lock();
6589         for_each_cpu(i, cpu_map)
6590                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6591         rcu_read_unlock();
6592 }
6593
6594 /* handle null as "default" */
6595 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6596                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6597 {
6598         struct sched_domain_attr tmp;
6599
6600         /* fast path */
6601         if (!new && !cur)
6602                 return 1;
6603
6604         tmp = SD_ATTR_INIT;
6605         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6606                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6607                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6608 }
6609
6610 /*
6611  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6612  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6613  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6614  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6615  *
6616  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6617  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6618  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6619  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6620  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6621  * it as it is.
6622  *
6623  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6624  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6625  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6626  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6627  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6628  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6629  *
6630  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6631  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6632  * and it will not create the default domain.
6633  *
6634  * Call with hotplug lock held
6635  */
6636 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6637                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6638 {
6639         int i, j, n;
6640         int new_topology;
6641
6642         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6643
6644         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6645         unregister_sched_domain_sysctl();
6646
6647         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6648         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6649
6650         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6651
6652         /* Destroy deleted domains */
6653         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6654                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6655                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6656                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6657                                 goto match1;
6658                 }
6659                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6660                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6661 match1:
6662                 ;
6663         }
6664
6665         if (doms_new == NULL) {
6666                 ndoms_cur = 0;
6667                 doms_new = &fallback_doms;
6668                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6669                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6670         }
6671
6672         /* Build new domains */
6673         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6674                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6675                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6676                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6677                                 goto match2;
6678                 }
6679                 /* no match - add a new doms_new */
6680                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6681 match2:
6682                 ;
6683         }
6684
6685         /* Remember the new sched domains */
6686         if (doms_cur != &fallback_doms)
6687                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6688         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6689         doms_cur = doms_new;
6690         dattr_cur = dattr_new;
6691         ndoms_cur = ndoms_new;
6692
6693         register_sched_domain_sysctl();
6694
6695         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6696 }
6697
6698 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6699
6700 /*
6701  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6702  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6703  * around partition_sched_domains().
6704  *
6705  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6706  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6707  */
6708 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6709                              void *hcpu)
6710 {
6711         switch (action) {
6712         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6713         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6714
6715                 /*
6716                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6717                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6718                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6719                  * domain, ignoring cpusets.
6720                  */
6721                 num_cpus_frozen--;
6722                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6723                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6724                         break;
6725                 }
6726
6727                 /*
6728                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6729                  * restore the original sched domains by considering the
6730                  * cpuset configurations.
6731                  */
6732
6733         case CPU_ONLINE:
6734         case CPU_DOWN_FAILED:
6735                 cpuset_update_active_cpus(true);
6736                 break;
6737         default:
6738                 return NOTIFY_DONE;
6739         }
6740         return NOTIFY_OK;
6741 }
6742
6743 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6744                                void *hcpu)
6745 {
6746         switch (action) {
6747         case CPU_DOWN_PREPARE:
6748                 cpuset_update_active_cpus(false);
6749                 break;
6750         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6751                 num_cpus_frozen++;
6752                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6753                 break;
6754         default:
6755                 return NOTIFY_DONE;
6756         }
6757         return NOTIFY_OK;
6758 }
6759
6760 void __init sched_init_smp(void)
6761 {
6762         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6763
6764         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6765         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6766
6767         sched_init_numa();
6768
6769         get_online_cpus();
6770         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6771         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6772         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6773         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6774                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6775         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6776         put_online_cpus();
6777
6778         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6779         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6780         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6781
6782         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6783         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6784
6785         init_hrtick();
6786
6787         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6788         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6789                 BUG();
6790         sched_init_granularity();
6791         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6792
6793         init_sched_rt_class();
6794 }
6795 #else
6796 void __init sched_init_smp(void)
6797 {
6798         sched_init_granularity();
6799 }
6800 #endif /* CONFIG_SMP */
6801
6802 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6803
6804 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6805 {
6806         return in_lock_functions(addr) ||
6807                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6808                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6809 }
6810
6811 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6812 struct task_group root_task_group;
6813 LIST_HEAD(task_groups);
6814 #endif
6815
6816 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
6817
6818 void __init sched_init(void)
6819 {
6820         int i, j;
6821         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6822
6823 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6824         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6825 #endif
6826 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6827         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6828 #endif
6829 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6830         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6831 #endif
6832         if (alloc_size) {
6833                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6834
6835 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6836                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6837                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6838
6839                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6840                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6841
6842 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6843 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6844                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6845                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6846
6847                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6848                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6849
6850 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6851 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6852                 for_each_possible_cpu(i) {
6853                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
6854                         ptr += cpumask_size();
6855                 }
6856 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6857         }
6858
6859 #ifdef CONFIG_SMP
6860         init_defrootdomain();
6861 #endif
6862
6863         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6864                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6865
6866 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6867         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6868                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6869 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6870
6871 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6872         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6873         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6874         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6875         autogroup_init(&init_task);
6876
6877 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6878
6879 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
6880         root_cpuacct.cpustat = &kernel_cpustat;
6881         root_cpuacct.cpuusage = alloc_percpu(u64);
6882         /* Too early, not expected to fail */
6883         BUG_ON(!root_cpuacct.cpuusage);
6884 #endif
6885         for_each_possible_cpu(i) {
6886                 struct rq *rq;
6887
6888                 rq = cpu_rq(i);
6889                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6890                 rq->nr_running = 0;
6891                 rq->calc_load_active = 0;
6892                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6893                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6894                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6895 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6896                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6897                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6898                 /*
6899                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6900                  *
6901                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6902                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6903                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6904                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6905                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6906                  * (se->load.weight).
6907                  *
6908                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6909                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6910                  * then A0's share of the cpu resource is: