sanitize tsk_is_polling()
[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
76 #include <asm/switch_to.h>
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79 #include <asm/mutex.h>
80 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
81 #include <asm/paravirt.h>
82 #endif
83
84 #include "sched.h"
85 #include "../workqueue_sched.h"
86 #include "../smpboot.h"
87
88 #define CREATE_TRACE_POINTS
89 #include <trace/events/sched.h>
90
91 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
92 {
93         unsigned long delta;
94         ktime_t soft, hard, now;
95
96         for (;;) {
97                 if (hrtimer_active(period_timer))
98                         break;
99
100                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
101                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
102
103                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
104                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
105                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
106                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
107                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
108         }
109 }
110
111 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
112 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
113
114 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
115
116 void update_rq_clock(struct rq *rq)
117 {
118         s64 delta;
119
120         if (rq->skip_clock_update > 0)
121                 return;
122
123         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
124         rq->clock += delta;
125         update_rq_clock_task(rq, delta);
126 }
127
128 /*
129  * Debugging: various feature bits
130  */
131
132 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
133         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
134
135 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
136 #include "features.h"
137         0;
138
139 #undef SCHED_FEAT
140
141 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
142 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
143         #name ,
144
145 static const char * const sched_feat_names[] = {
146 #include "features.h"
147 };
148
149 #undef SCHED_FEAT
150
151 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
152 {
153         int i;
154
155         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
156                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
157                         seq_puts(m, "NO_");
158                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
159         }
160         seq_puts(m, "\n");
161
162         return 0;
163 }
164
165 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
166
167 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
168 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
169
170 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
171         jump_label_key__##enabled ,
172
173 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
174 #include "features.h"
175 };
176
177 #undef SCHED_FEAT
178
179 static void sched_feat_disable(int i)
180 {
181         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
182                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
183 }
184
185 static void sched_feat_enable(int i)
186 {
187         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
188                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
189 }
190 #else
191 static void sched_feat_disable(int i) { };
192 static void sched_feat_enable(int i) { };
193 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
194
195 static ssize_t
196 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
197                 size_t cnt, loff_t *ppos)
198 {
199         char buf[64];
200         char *cmp;
201         int neg = 0;
202         int i;
203
204         if (cnt > 63)
205                 cnt = 63;
206
207         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
208                 return -EFAULT;
209
210         buf[cnt] = 0;
211         cmp = strstrip(buf);
212
213         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
214                 neg = 1;
215                 cmp += 3;
216         }
217
218         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
219                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
220                         if (neg) {
221                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
222                                 sched_feat_disable(i);
223                         } else {
224                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
225                                 sched_feat_enable(i);
226                         }
227                         break;
228                 }
229         }
230
231         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
232                 return -EINVAL;
233
234         *ppos += cnt;
235
236         return cnt;
237 }
238
239 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
240 {
241         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
242 }
243
244 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
245         .open           = sched_feat_open,
246         .write          = sched_feat_write,
247         .read           = seq_read,
248         .llseek         = seq_lseek,
249         .release        = single_release,
250 };
251
252 static __init int sched_init_debug(void)
253 {
254         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
255                         &sched_feat_fops);
256
257         return 0;
258 }
259 late_initcall(sched_init_debug);
260 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
261
262 /*
263  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
264  * Limited because this is done with IRQs disabled.
265  */
266 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
267
268 /*
269  * period over which we average the RT time consumption, measured
270  * in ms.
271  *
272  * default: 1s
273  */
274 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
275
276 /*
277  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
278  * default: 1s
279  */
280 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
281
282 __read_mostly int scheduler_running;
283
284 /*
285  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
286  * default: 0.95s
287  */
288 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
289
290
291
292 /*
293  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
294  */
295 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
296         __acquires(rq->lock)
297 {
298         struct rq *rq;
299
300         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
301
302         for (;;) {
303                 rq = task_rq(p);
304                 raw_spin_lock(&rq->lock);
305                 if (likely(rq == task_rq(p)))
306                         return rq;
307                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
308         }
309 }
310
311 /*
312  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
313  */
314 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
315         __acquires(p->pi_lock)
316         __acquires(rq->lock)
317 {
318         struct rq *rq;
319
320         for (;;) {
321                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
322                 rq = task_rq(p);
323                 raw_spin_lock(&rq->lock);
324                 if (likely(rq == task_rq(p)))
325                         return rq;
326                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
327                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
328         }
329 }
330
331 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
332         __releases(rq->lock)
333 {
334         raw_spin_unlock(&rq->lock);
335 }
336
337 static inline void
338 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
339         __releases(rq->lock)
340         __releases(p->pi_lock)
341 {
342         raw_spin_unlock(&rq->lock);
343         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
344 }
345
346 /*
347  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
348  */
349 static struct rq *this_rq_lock(void)
350         __acquires(rq->lock)
351 {
352         struct rq *rq;
353
354         local_irq_disable();
355         rq = this_rq();
356         raw_spin_lock(&rq->lock);
357
358         return rq;
359 }
360
361 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
362 /*
363  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
364  *
365  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
366  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
367  * reschedule event.
368  *
369  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
370  * rq->lock.
371  */
372
373 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
374 {
375         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
376                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
377 }
378
379 /*
380  * High-resolution timer tick.
381  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
382  */
383 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
384 {
385         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
386
387         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
388
389         raw_spin_lock(&rq->lock);
390         update_rq_clock(rq);
391         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
392         raw_spin_unlock(&rq->lock);
393
394         return HRTIMER_NORESTART;
395 }
396
397 #ifdef CONFIG_SMP
398 /*
399  * called from hardirq (IPI) context
400  */
401 static void __hrtick_start(void *arg)
402 {
403         struct rq *rq = arg;
404
405         raw_spin_lock(&rq->lock);
406         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
407         rq->hrtick_csd_pending = 0;
408         raw_spin_unlock(&rq->lock);
409 }
410
411 /*
412  * Called to set the hrtick timer state.
413  *
414  * called with rq->lock held and irqs disabled
415  */
416 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
417 {
418         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
419         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
420
421         hrtimer_set_expires(timer, time);
422
423         if (rq == this_rq()) {
424                 hrtimer_restart(timer);
425         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
426                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
427                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
428         }
429 }
430
431 static int
432 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
433 {
434         int cpu = (int)(long)hcpu;
435
436         switch (action) {
437         case CPU_UP_CANCELED:
438         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
439         case CPU_DOWN_PREPARE:
440         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
441         case CPU_DEAD:
442         case CPU_DEAD_FROZEN:
443                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
444                 return NOTIFY_OK;
445         }
446
447         return NOTIFY_DONE;
448 }
449
450 static __init void init_hrtick(void)
451 {
452         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
453 }
454 #else
455 /*
456  * Called to set the hrtick timer state.
457  *
458  * called with rq->lock held and irqs disabled
459  */
460 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
461 {
462         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
463                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
464 }
465
466 static inline void init_hrtick(void)
467 {
468 }
469 #endif /* CONFIG_SMP */
470
471 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
472 {
473 #ifdef CONFIG_SMP
474         rq->hrtick_csd_pending = 0;
475
476         rq->hrtick_csd.flags = 0;
477         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
478         rq->hrtick_csd.info = rq;
479 #endif
480
481         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
482         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
483 }
484 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
485 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
486 {
487 }
488
489 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
490 {
491 }
492
493 static inline void init_hrtick(void)
494 {
495 }
496 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
497
498 /*
499  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
500  *
501  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
502  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
503  * the target CPU.
504  */
505 #ifdef CONFIG_SMP
506
507 #ifndef tsk_is_polling
508 #define tsk_is_polling(t) 0
509 #endif
510
511 void resched_task(struct task_struct *p)
512 {
513         int cpu;
514
515         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
516
517         if (test_tsk_need_resched(p))
518                 return;
519
520         set_tsk_need_resched(p);
521
522         cpu = task_cpu(p);
523         if (cpu == smp_processor_id())
524                 return;
525
526         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
527         smp_mb();
528         if (!tsk_is_polling(p))
529                 smp_send_reschedule(cpu);
530 }
531
532 void resched_cpu(int cpu)
533 {
534         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
535         unsigned long flags;
536
537         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
538                 return;
539         resched_task(cpu_curr(cpu));
540         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
541 }
542
543 #ifdef CONFIG_NO_HZ
544 /*
545  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
546  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
547  *
548  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
549  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
550  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
551  */
552 int get_nohz_timer_target(void)
553 {
554         int cpu = smp_processor_id();
555         int i;
556         struct sched_domain *sd;
557
558         rcu_read_lock();
559         for_each_domain(cpu, sd) {
560                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
561                         if (!idle_cpu(i)) {
562                                 cpu = i;
563                                 goto unlock;
564                         }
565                 }
566         }
567 unlock:
568         rcu_read_unlock();
569         return cpu;
570 }
571 /*
572  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
573  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
574  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
575  * idle system the next event might even be infinite time into the
576  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
577  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
578  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
579  * wheel for the next timer event.
580  */
581 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
582 {
583         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
584
585         if (cpu == smp_processor_id())
586                 return;
587
588         /*
589          * This is safe, as this function is called with the timer
590          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
591          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
592          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
593          * timer into account automatically.
594          */
595         if (rq->curr != rq->idle)
596                 return;
597
598         /*
599          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
600          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
601          * idle task through an additional NOOP schedule()
602          */
603         set_tsk_need_resched(rq->idle);
604
605         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
606         smp_mb();
607         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
608                 smp_send_reschedule(cpu);
609 }
610
611 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
612 {
613         int cpu = smp_processor_id();
614         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
615 }
616
617 #else /* CONFIG_NO_HZ */
618
619 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
620 {
621         return false;
622 }
623
624 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
625
626 void sched_avg_update(struct rq *rq)
627 {
628         s64 period = sched_avg_period();
629
630         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
631                 /*
632                  * Inline assembly required to prevent the compiler
633                  * optimising this loop into a divmod call.
634                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
635                  */
636                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
637                 rq->age_stamp += period;
638                 rq->rt_avg /= 2;
639         }
640 }
641
642 #else /* !CONFIG_SMP */
643 void resched_task(struct task_struct *p)
644 {
645         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
646         set_tsk_need_resched(p);
647 }
648 #endif /* CONFIG_SMP */
649
650 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
651                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
652 /*
653  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
654  * node and @up when leaving it for the final time.
655  *
656  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
657  */
658 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
659                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
660 {
661         struct task_group *parent, *child;
662         int ret;
663
664         parent = from;
665
666 down:
667         ret = (*down)(parent, data);
668         if (ret)
669                 goto out;
670         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
671                 parent = child;
672                 goto down;
673
674 up:
675                 continue;
676         }
677         ret = (*up)(parent, data);
678         if (ret || parent == from)
679                 goto out;
680
681         child = parent;
682         parent = parent->parent;
683         if (parent)
684                 goto up;
685 out:
686         return ret;
687 }
688
689 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
690 {
691         return 0;
692 }
693 #endif
694
695 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
696 {
697         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
698         struct load_weight *load = &p->se.load;
699
700         /*
701          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
702          */
703         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
704                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
705                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
706                 return;
707         }
708
709         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
710         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
711 }
712
713 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
714 {
715         update_rq_clock(rq);
716         sched_info_queued(p);
717         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
718 }
719
720 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
721 {
722         update_rq_clock(rq);
723         sched_info_dequeued(p);
724         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
725 }
726
727 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
728 {
729         if (task_contributes_to_load(p))
730                 rq->nr_uninterruptible--;
731
732         enqueue_task(rq, p, flags);
733 }
734
735 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
736 {
737         if (task_contributes_to_load(p))
738                 rq->nr_uninterruptible++;
739
740         dequeue_task(rq, p, flags);
741 }
742
743 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
744
745 /*
746  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
747  * They are only modified in account_system_vtime, on corresponding CPU
748  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
749  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
750  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
751  * race with irq/account_system_vtime on this CPU. We would either get old
752  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
753  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
754  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
755  */
756 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
757 static DEFINE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
758
759 static DEFINE_PER_CPU(u64, irq_start_time);
760 static int sched_clock_irqtime;
761
762 void enable_sched_clock_irqtime(void)
763 {
764         sched_clock_irqtime = 1;
765 }
766
767 void disable_sched_clock_irqtime(void)
768 {
769         sched_clock_irqtime = 0;
770 }
771
772 #ifndef CONFIG_64BIT
773 static DEFINE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
774
775 static inline void irq_time_write_begin(void)
776 {
777         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
778         smp_wmb();
779 }
780
781 static inline void irq_time_write_end(void)
782 {
783         smp_wmb();
784         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
785 }
786
787 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
788 {
789         u64 irq_time;
790         unsigned seq;
791
792         do {
793                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
794                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
795                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
796         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
797
798         return irq_time;
799 }
800 #else /* CONFIG_64BIT */
801 static inline void irq_time_write_begin(void)
802 {
803 }
804
805 static inline void irq_time_write_end(void)
806 {
807 }
808
809 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
810 {
811         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
812 }
813 #endif /* CONFIG_64BIT */
814
815 /*
816  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
817  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
818  */
819 void account_system_vtime(struct task_struct *curr)
820 {
821         unsigned long flags;
822         s64 delta;
823         int cpu;
824
825         if (!sched_clock_irqtime)
826                 return;
827
828         local_irq_save(flags);
829
830         cpu = smp_processor_id();
831         delta = sched_clock_cpu(cpu) - __this_cpu_read(irq_start_time);
832         __this_cpu_add(irq_start_time, delta);
833
834         irq_time_write_begin();
835         /*
836          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
837          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
838          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
839          * that do not consume any time, but still wants to run.
840          */
841         if (hardirq_count())
842                 __this_cpu_add(cpu_hardirq_time, delta);
843         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
844                 __this_cpu_add(cpu_softirq_time, delta);
845
846         irq_time_write_end();
847         local_irq_restore(flags);
848 }
849 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
850
851 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
852
853 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
854 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
855 {
856         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
857                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
858
859         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
860 }
861 #endif
862
863 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
864 {
865 /*
866  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
867  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
868  */
869 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
870         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
871 #endif
872 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
873         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
874
875         /*
876          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
877          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
878          * {soft,}irq region.
879          *
880          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
881          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
882          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
883          * monotonic.
884          *
885          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
886          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
887          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
888          * atomic ops.
889          */
890         if (irq_delta > delta)
891                 irq_delta = delta;
892
893         rq->prev_irq_time += irq_delta;
894         delta -= irq_delta;
895 #endif
896 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
897         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
898                 u64 st;
899
900                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
901                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
902
903                 if (unlikely(steal > delta))
904                         steal = delta;
905
906                 st = steal_ticks(steal);
907                 steal = st * TICK_NSEC;
908
909                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
910
911                 delta -= steal;
912         }
913 #endif
914
915         rq->clock_task += delta;
916
917 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
918         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
919                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
920 #endif
921 }
922
923 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
924 static int irqtime_account_hi_update(void)
925 {
926         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
927         unsigned long flags;
928         u64 latest_ns;
929         int ret = 0;
930
931         local_irq_save(flags);
932         latest_ns = this_cpu_read(cpu_hardirq_time);
933         if (nsecs_to_cputime64(latest_ns) > cpustat[CPUTIME_IRQ])
934                 ret = 1;
935         local_irq_restore(flags);
936         return ret;
937 }
938
939 static int irqtime_account_si_update(void)
940 {
941         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
942         unsigned long flags;
943         u64 latest_ns;
944         int ret = 0;
945
946         local_irq_save(flags);
947         latest_ns = this_cpu_read(cpu_softirq_time);
948         if (nsecs_to_cputime64(latest_ns) > cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ])
949                 ret = 1;
950         local_irq_restore(flags);
951         return ret;
952 }
953
954 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
955
956 #define sched_clock_irqtime     (0)
957
958 #endif
959
960 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
961 {
962         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
963         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
964
965         if (stop) {
966                 /*
967                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
968                  * userspace knows about and won't get confused about.
969                  *
970                  * Also, it will make PI more or less work without too
971                  * much confusion -- but then, stop work should not
972                  * rely on PI working anyway.
973                  */
974                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
975
976                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
977         }
978
979         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
980
981         if (old_stop) {
982                 /*
983                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
984                  * it can die in pieces.
985                  */
986                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
987         }
988 }
989
990 /*
991  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
992  */
993 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
994 {
995         return p->static_prio;
996 }
997
998 /*
999  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1000  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1001  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1002  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1003  * estimator recalculates.
1004  */
1005 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1006 {
1007         int prio;
1008
1009         if (task_has_rt_policy(p))
1010                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1011         else
1012                 prio = __normal_prio(p);
1013         return prio;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1018  * taken into account by the scheduler. This value might
1019  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1020  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1021  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1022  */
1023 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1024 {
1025         p->normal_prio = normal_prio(p);
1026         /*
1027          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1028          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1029          * to the normal priority:
1030          */
1031         if (!rt_prio(p->prio))
1032                 return p->normal_prio;
1033         return p->prio;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1038  * @p: the task in question.
1039  */
1040 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1041 {
1042         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1043 }
1044
1045 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1046                                        const struct sched_class *prev_class,
1047                                        int oldprio)
1048 {
1049         if (prev_class != p->sched_class) {
1050                 if (prev_class->switched_from)
1051                         prev_class->switched_from(rq, p);
1052                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1053         } else if (oldprio != p->prio)
1054                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1055 }
1056
1057 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1058 {
1059         const struct sched_class *class;
1060
1061         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1062                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1063         } else {
1064                 for_each_class(class) {
1065                         if (class == rq->curr->sched_class)
1066                                 break;
1067                         if (class == p->sched_class) {
1068                                 resched_task(rq->curr);
1069                                 break;
1070                         }
1071                 }
1072         }
1073
1074         /*
1075          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1076          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1077          */
1078         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1079                 rq->skip_clock_update = 1;
1080 }
1081
1082 #ifdef CONFIG_SMP
1083 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1084 {
1085 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1086         /*
1087          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1088          * ttwu() will sort out the placement.
1089          */
1090         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1091                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
1092
1093 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1094         /*
1095          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1096          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1097          *
1098          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1099          * see task_group().
1100          *
1101          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1102          * task_rq_lock().
1103          */
1104         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1105                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1106 #endif
1107 #endif
1108
1109         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1110
1111         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1112                 p->se.nr_migrations++;
1113                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1114         }
1115
1116         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1117 }
1118
1119 struct migration_arg {
1120         struct task_struct *task;
1121         int dest_cpu;
1122 };
1123
1124 static int migration_cpu_stop(void *data);
1125
1126 /*
1127  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1128  *
1129  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1130  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1131  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1132  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1133  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1134  * @p has remained unscheduled the whole time.
1135  *
1136  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1137  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1138  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1139  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1140  * waiting to become inactive.
1141  */
1142 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1143 {
1144         unsigned long flags;
1145         int running, on_rq;
1146         unsigned long ncsw;
1147         struct rq *rq;
1148
1149         for (;;) {
1150                 /*
1151                  * We do the initial early heuristics without holding
1152                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1153                  * the runqueue lock when things look like they will
1154                  * work out!
1155                  */
1156                 rq = task_rq(p);
1157
1158                 /*
1159                  * If the task is actively running on another CPU
1160                  * still, just relax and busy-wait without holding
1161                  * any locks.
1162                  *
1163                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1164                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1165                  * But we don't care, since "task_running()" will
1166                  * return false if the runqueue has changed and p
1167                  * is actually now running somewhere else!
1168                  */
1169                 while (task_running(rq, p)) {
1170                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1171                                 return 0;
1172                         cpu_relax();
1173                 }
1174
1175                 /*
1176                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1177                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1178                  * just go back and repeat.
1179                  */
1180                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1181                 trace_sched_wait_task(p);
1182                 running = task_running(rq, p);
1183                 on_rq = p->on_rq;
1184                 ncsw = 0;
1185                 if (!match_state || p->state == match_state)
1186                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1187                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1188
1189                 /*
1190                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1191                  */
1192                 if (unlikely(!ncsw))
1193                         break;
1194
1195                 /*
1196                  * Was it really running after all now that we
1197                  * checked with the proper locks actually held?
1198                  *
1199                  * Oops. Go back and try again..
1200                  */
1201                 if (unlikely(running)) {
1202                         cpu_relax();
1203                         continue;
1204                 }
1205
1206                 /*
1207                  * It's not enough that it's not actively running,
1208                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1209                  * preempted!
1210                  *
1211                  * So if it was still runnable (but just not actively
1212                  * running right now), it's preempted, and we should
1213                  * yield - it could be a while.
1214                  */
1215                 if (unlikely(on_rq)) {
1216                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1217
1218                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1219                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1220                         continue;
1221                 }
1222
1223                 /*
1224                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1225                  * runnable, which means that it will never become
1226                  * running in the future either. We're all done!
1227                  */
1228                 break;
1229         }
1230
1231         return ncsw;
1232 }
1233
1234 /***
1235  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1236  * @p: the to-be-kicked thread
1237  *
1238  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1239  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1240  *
1241  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1242  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1243  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1244  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1245  * achieved as well.
1246  */
1247 void kick_process(struct task_struct *p)
1248 {
1249         int cpu;
1250
1251         preempt_disable();
1252         cpu = task_cpu(p);
1253         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1254                 smp_send_reschedule(cpu);
1255         preempt_enable();
1256 }
1257 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1258 #endif /* CONFIG_SMP */
1259
1260 #ifdef CONFIG_SMP
1261 /*
1262  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1263  */
1264 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1265 {
1266         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1267         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1268         int dest_cpu;
1269
1270         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1271         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1272                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1273                         continue;
1274                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1275                         continue;
1276                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1277                         return dest_cpu;
1278         }
1279
1280         for (;;) {
1281                 /* Any allowed, online CPU? */
1282                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1283                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1284                                 continue;
1285                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1286                                 continue;
1287                         goto out;
1288                 }
1289
1290                 switch (state) {
1291                 case cpuset:
1292                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1293                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1294                         state = possible;
1295                         break;
1296
1297                 case possible:
1298                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1299                         state = fail;
1300                         break;
1301
1302                 case fail:
1303                         BUG();
1304                         break;
1305                 }
1306         }
1307
1308 out:
1309         if (state != cpuset) {
1310                 /*
1311                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1312                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1313                  * leave kernel.
1314                  */
1315                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1316                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1317                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1318                 }
1319         }
1320
1321         return dest_cpu;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1326  */
1327 static inline
1328 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1329 {
1330         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1331
1332         /*
1333          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1334          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1335          * cpu.
1336          *
1337          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1338          *
1339          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1340          *   not worry about this generic constraint ]
1341          */
1342         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1343                      !cpu_online(cpu)))
1344                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1345
1346         return cpu;
1347 }
1348
1349 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1350 {
1351         s64 diff = sample - *avg;
1352         *avg += diff >> 3;
1353 }
1354 #endif
1355
1356 static void
1357 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1358 {
1359 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1360         struct rq *rq = this_rq();
1361
1362 #ifdef CONFIG_SMP
1363         int this_cpu = smp_processor_id();
1364
1365         if (cpu == this_cpu) {
1366                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1367                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1368         } else {
1369                 struct sched_domain *sd;
1370
1371                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1372                 rcu_read_lock();
1373                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1374                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1375                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1376                                 break;
1377                         }
1378                 }
1379                 rcu_read_unlock();
1380         }
1381
1382         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1383                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1384
1385 #endif /* CONFIG_SMP */
1386
1387         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1388         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1389
1390         if (wake_flags & WF_SYNC)
1391                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1392
1393 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1394 }
1395
1396 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1397 {
1398         activate_task(rq, p, en_flags);
1399         p->on_rq = 1;
1400
1401         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1402         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1403                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1408  */
1409 static void
1410 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1411 {
1412         trace_sched_wakeup(p, true);
1413         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1414
1415         p->state = TASK_RUNNING;
1416 #ifdef CONFIG_SMP
1417         if (p->sched_class->task_woken)
1418                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1419
1420         if (rq->idle_stamp) {
1421                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1422                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1423
1424                 if (delta > max)
1425                         rq->avg_idle = max;
1426                 else
1427                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1428                 rq->idle_stamp = 0;
1429         }
1430 #endif
1431 }
1432
1433 static void
1434 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1435 {
1436 #ifdef CONFIG_SMP
1437         if (p->sched_contributes_to_load)
1438                 rq->nr_uninterruptible--;
1439 #endif
1440
1441         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1442         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1447  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1448  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1449  * the task is still ->on_rq.
1450  */
1451 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1452 {
1453         struct rq *rq;
1454         int ret = 0;
1455
1456         rq = __task_rq_lock(p);
1457         if (p->on_rq) {
1458                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1459                 ret = 1;
1460         }
1461         __task_rq_unlock(rq);
1462
1463         return ret;
1464 }
1465
1466 #ifdef CONFIG_SMP
1467 static void sched_ttwu_pending(void)
1468 {
1469         struct rq *rq = this_rq();
1470         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1471         struct task_struct *p;
1472
1473         raw_spin_lock(&rq->lock);
1474
1475         while (llist) {
1476                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1477                 llist = llist_next(llist);
1478                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1479         }
1480
1481         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1482 }
1483
1484 void scheduler_ipi(void)
1485 {
1486         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1487                 return;
1488
1489         /*
1490          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1491          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1492          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1493          * we do call them.
1494          *
1495          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1496          * properly.
1497          *
1498          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1499          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1500          * somewhat pessimize the simple resched case.
1501          */
1502         irq_enter();
1503         sched_ttwu_pending();
1504
1505         /*
1506          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1507          */
1508         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1509                 this_rq()->idle_balance = 1;
1510                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1511         }
1512         irq_exit();
1513 }
1514
1515 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1516 {
1517         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1518                 smp_send_reschedule(cpu);
1519 }
1520
1521 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1522 static int ttwu_activate_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1523 {
1524         struct rq *rq;
1525         int ret = 0;
1526
1527         rq = __task_rq_lock(p);
1528         if (p->on_cpu) {
1529                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1530                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1531                 ret = 1;
1532         }
1533         __task_rq_unlock(rq);
1534
1535         return ret;
1536
1537 }
1538 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1539
1540 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1541 {
1542         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1543 }
1544 #endif /* CONFIG_SMP */
1545
1546 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1547 {
1548         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1549
1550 #if defined(CONFIG_SMP)
1551         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1552                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1553                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1554                 return;
1555         }
1556 #endif
1557
1558         raw_spin_lock(&rq->lock);
1559         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1560         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1561 }
1562
1563 /**
1564  * try_to_wake_up - wake up a thread
1565  * @p: the thread to be awakened
1566  * @state: the mask of task states that can be woken
1567  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1568  *
1569  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1570  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1571  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1572  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1573  * runnable without the overhead of this.
1574  *
1575  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1576  * or @state didn't match @p's state.
1577  */
1578 static int
1579 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1580 {
1581         unsigned long flags;
1582         int cpu, success = 0;
1583
1584         smp_wmb();
1585         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1586         if (!(p->state & state))
1587                 goto out;
1588
1589         success = 1; /* we're going to change ->state */
1590         cpu = task_cpu(p);
1591
1592         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1593                 goto stat;
1594
1595 #ifdef CONFIG_SMP
1596         /*
1597          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1598          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1599          */
1600         while (p->on_cpu) {
1601 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1602                 /*
1603                  * In case the architecture enables interrupts in
1604                  * context_switch(), we cannot busy wait, since that
1605                  * would lead to deadlocks when an interrupt hits and
1606                  * tries to wake up @prev. So bail and do a complete
1607                  * remote wakeup.
1608                  */
1609                 if (ttwu_activate_remote(p, wake_flags))
1610                         goto stat;
1611 #else
1612                 cpu_relax();
1613 #endif
1614         }
1615         /*
1616          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1617          */
1618         smp_rmb();
1619
1620         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1621         p->state = TASK_WAKING;
1622
1623         if (p->sched_class->task_waking)
1624                 p->sched_class->task_waking(p);
1625
1626         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1627         if (task_cpu(p) != cpu) {
1628                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1629                 set_task_cpu(p, cpu);
1630         }
1631 #endif /* CONFIG_SMP */
1632
1633         ttwu_queue(p, cpu);
1634 stat:
1635         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1636 out:
1637         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1638
1639         return success;
1640 }
1641
1642 /**
1643  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1644  * @p: the thread to be awakened
1645  *
1646  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1647  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1648  * the current task.
1649  */
1650 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1651 {
1652         struct rq *rq = task_rq(p);
1653
1654         BUG_ON(rq != this_rq());
1655         BUG_ON(p == current);
1656         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1657
1658         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1659                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1660                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1661                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1662         }
1663
1664         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1665                 goto out;
1666
1667         if (!p->on_rq)
1668                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1669
1670         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1671         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1672 out:
1673         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1674 }
1675
1676 /**
1677  * wake_up_process - Wake up a specific process
1678  * @p: The process to be woken up.
1679  *
1680  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1681  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1682  * running.
1683  *
1684  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1685  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1686  */
1687 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1688 {
1689         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1692
1693 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1694 {
1695         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1700  * p is forked by current.
1701  *
1702  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1703  */
1704 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1705 {
1706         p->on_rq                        = 0;
1707
1708         p->se.on_rq                     = 0;
1709         p->se.exec_start                = 0;
1710         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1711         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1712         p->se.nr_migrations             = 0;
1713         p->se.vruntime                  = 0;
1714         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1715
1716 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1717         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1718 #endif
1719
1720         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1721
1722 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1723         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1724 #endif
1725 }
1726
1727 /*
1728  * fork()/clone()-time setup:
1729  */
1730 void sched_fork(struct task_struct *p)
1731 {
1732         unsigned long flags;
1733         int cpu = get_cpu();
1734
1735         __sched_fork(p);
1736         /*
1737          * We mark the process as running here. This guarantees that
1738          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1739          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1740          */
1741         p->state = TASK_RUNNING;
1742
1743         /*
1744          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1745          */
1746         p->prio = current->normal_prio;
1747
1748         /*
1749          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1750          */
1751         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1752                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1753                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1754                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1755                         p->rt_priority = 0;
1756                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1757                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1758
1759                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1760                 set_load_weight(p);
1761
1762                 /*
1763                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1764                  * fulfilled its duty:
1765                  */
1766                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1767         }
1768
1769         if (!rt_prio(p->prio))
1770                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1771
1772         if (p->sched_class->task_fork)
1773                 p->sched_class->task_fork(p);
1774
1775         /*
1776          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1777          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1778          * is ran before sched_fork().
1779          *
1780          * Silence PROVE_RCU.
1781          */
1782         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1783         set_task_cpu(p, cpu);
1784         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1785
1786 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1787         if (likely(sched_info_on()))
1788                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1789 #endif
1790 #if defined(CONFIG_SMP)
1791         p->on_cpu = 0;
1792 #endif
1793 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1794         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1795         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1796 #endif
1797 #ifdef CONFIG_SMP
1798         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1799 #endif
1800
1801         put_cpu();
1802 }
1803
1804 /*
1805  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1806  *
1807  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1808  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1809  * on the runqueue and wakes it.
1810  */
1811 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1812 {
1813         unsigned long flags;
1814         struct rq *rq;
1815
1816         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1817 #ifdef CONFIG_SMP
1818         /*
1819          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1820          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1821          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1822          */
1823         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1824 #endif
1825
1826         rq = __task_rq_lock(p);
1827         activate_task(rq, p, 0);
1828         p->on_rq = 1;
1829         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1830         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1831 #ifdef CONFIG_SMP
1832         if (p->sched_class->task_woken)
1833                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1834 #endif
1835         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1836 }
1837
1838 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1839
1840 /**
1841  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1842  * @notifier: notifier struct to register
1843  */
1844 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1845 {
1846         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1847 }
1848 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1849
1850 /**
1851  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1852  * @notifier: notifier struct to unregister
1853  *
1854  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1855  */
1856 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1857 {
1858         hlist_del(&notifier->link);
1859 }
1860 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1861
1862 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1863 {
1864         struct preempt_notifier *notifier;
1865         struct hlist_node *node;
1866
1867         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1868                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1869 }
1870
1871 static void
1872 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1873                                  struct task_struct *next)
1874 {
1875         struct preempt_notifier *notifier;
1876         struct hlist_node *node;
1877
1878         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1879                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1880 }
1881
1882 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1883
1884 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1885 {
1886 }
1887
1888 static void
1889 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1890                                  struct task_struct *next)
1891 {
1892 }
1893
1894 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1895
1896 /**
1897  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1898  * @rq: the runqueue preparing to switch
1899  * @prev: the current task that is being switched out
1900  * @next: the task we are going to switch to.
1901  *
1902  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1903  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1904  * switch.
1905  *
1906  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1907  * hooks.
1908  */
1909 static inline void
1910 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1911                     struct task_struct *next)
1912 {
1913         trace_sched_switch(prev, next);
1914         sched_info_switch(prev, next);
1915         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1916         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1917         prepare_lock_switch(rq, next);
1918         prepare_arch_switch(next);
1919 }
1920
1921 /**
1922  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1923  * @rq: runqueue associated with task-switch
1924  * @prev: the thread we just switched away from.
1925  *
1926  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1927  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1928  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1929  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1930  *
1931  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1932  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1933  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1934  * details.)
1935  */
1936 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1937         __releases(rq->lock)
1938 {
1939         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1940         long prev_state;
1941
1942         rq->prev_mm = NULL;
1943
1944         /*
1945          * A task struct has one reference for the use as "current".
1946          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1947          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1948          * the scheduled task must drop that reference.
1949          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1950          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1951          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1952          * be dropped twice.
1953          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1954          */
1955         prev_state = prev->state;
1956         finish_arch_switch(prev);
1957 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1958         local_irq_disable();
1959 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1960         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1961 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
1962         local_irq_enable();
1963 #endif /* __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW */
1964         finish_lock_switch(rq, prev);
1965         finish_arch_post_lock_switch();
1966
1967         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1968         if (mm)
1969                 mmdrop(mm);
1970         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1971                 /*
1972                  * Remove function-return probe instances associated with this
1973                  * task and put them back on the free list.
1974                  */
1975                 kprobe_flush_task(prev);
1976                 put_task_struct(prev);
1977         }
1978 }
1979
1980 #ifdef CONFIG_SMP
1981
1982 /* assumes rq->lock is held */
1983 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1984 {
1985         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1986                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1987 }
1988
1989 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1990 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1991 {
1992         if (rq->post_schedule) {
1993                 unsigned long flags;
1994
1995                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1996                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1997                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1999
2000                 rq->post_schedule = 0;
2001         }
2002 }
2003
2004 #else
2005
2006 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2007 {
2008 }
2009
2010 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2011 {
2012 }
2013
2014 #endif
2015
2016 /**
2017  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2018  * @prev: the thread we just switched away from.
2019  */
2020 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2021         __releases(rq->lock)
2022 {
2023         struct rq *rq = this_rq();
2024
2025         finish_task_switch(rq, prev);
2026
2027         /*
2028          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2029          * task_switch?
2030          */
2031         post_schedule(rq);
2032
2033 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2034         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2035         preempt_enable();
2036 #endif
2037         if (current->set_child_tid)
2038                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2039 }
2040
2041 /*
2042  * context_switch - switch to the new MM and the new
2043  * thread's register state.
2044  */
2045 static inline void
2046 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2047                struct task_struct *next)
2048 {
2049         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2050
2051         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2052
2053         mm = next->mm;
2054         oldmm = prev->active_mm;
2055         /*
2056          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2057          * combine the page table reload and the switch backend into
2058          * one hypercall.
2059          */
2060         arch_start_context_switch(prev);
2061
2062         if (!mm) {
2063                 next->active_mm = oldmm;
2064                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2065                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2066         } else
2067                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2068
2069         if (!prev->mm) {
2070                 prev->active_mm = NULL;
2071                 rq->prev_mm = oldmm;
2072         }
2073         /*
2074          * Since the runqueue lock will be released by the next
2075          * task (which is an invalid locking op but in the case
2076          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2077          * do an early lockdep release here:
2078          */
2079 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2080         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2081 #endif
2082
2083         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2084         switch_to(prev, next, prev);
2085
2086         barrier();
2087         /*
2088          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2089          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2090          * frame will be invalid.
2091          */
2092         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2093 }
2094
2095 /*
2096  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2097  *
2098  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2099  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2100  * number of context switches performed since bootup.
2101  */
2102 unsigned long nr_running(void)
2103 {
2104         unsigned long i, sum = 0;
2105
2106         for_each_online_cpu(i)
2107                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2108
2109         return sum;
2110 }
2111
2112 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2113 {
2114         unsigned long i, sum = 0;
2115
2116         for_each_possible_cpu(i)
2117                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2118
2119         /*
2120          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2121          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2122          */
2123         if (unlikely((long)sum < 0))
2124                 sum = 0;
2125
2126         return sum;
2127 }
2128
2129 unsigned long long nr_context_switches(void)
2130 {
2131         int i;
2132         unsigned long long sum = 0;
2133
2134         for_each_possible_cpu(i)
2135                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2136
2137         return sum;
2138 }
2139
2140 unsigned long nr_iowait(void)
2141 {
2142         unsigned long i, sum = 0;
2143
2144         for_each_possible_cpu(i)
2145                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2146
2147         return sum;
2148 }
2149
2150 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2151 {
2152         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2153         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2154 }
2155
2156 unsigned long this_cpu_load(void)
2157 {
2158         struct rq *this = this_rq();
2159         return this->cpu_load[0];
2160 }
2161
2162
2163 /*
2164  * Global load-average calculations
2165  *
2166  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2167  * in order to minimize overhead.
2168  *
2169  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2170  * nr_uninterruptible.
2171  *
2172  * Once every LOAD_FREQ:
2173  *
2174  *   nr_active = 0;
2175  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2176  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2177  *
2178  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2179  *
2180  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2181  *
2182  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2183  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2184  *    to calculating nr_active.
2185  *
2186  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2187  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2188  *
2189  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2190  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2191  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2192  *
2193  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2194  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2195  *    cpu to have completed this task.
2196  *
2197  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2198  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2199  *
2200  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2201  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2202  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2203  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2204  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2205  *    all cpus yields the correct result.
2206  *
2207  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2208  */
2209
2210 /* Variables and functions for calc_load */
2211 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2212 static unsigned long calc_load_update;
2213 unsigned long avenrun[3];
2214 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2215
2216 /**
2217  * get_avenrun - get the load average array
2218  * @loads:      pointer to dest load array
2219  * @offset:     offset to add
2220  * @shift:      shift count to shift the result left
2221  *
2222  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2223  */
2224 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2225 {
2226         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2227         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2228         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2229 }
2230
2231 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2232 {
2233         long nr_active, delta = 0;
2234
2235         nr_active = this_rq->nr_running;
2236         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2237
2238         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2239                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2240                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2241         }
2242
2243         return delta;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2248  */
2249 static unsigned long
2250 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2251 {
2252         load *= exp;
2253         load += active * (FIXED_1 - exp);
2254         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2255         return load >> FSHIFT;
2256 }
2257
2258 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2259 /*
2260  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2261  *
2262  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2263  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2264  * NO_HZ.
2265  *
2266  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2267  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2268  * when we read the global state.
2269  *
2270  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2271  *
2272  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2273  *    contribution, causing under-accounting.
2274  *
2275  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2276  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2277  *
2278  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2279  *
2280  *        0s            5s            10s           15s
2281  *          +10           +10           +10           +10
2282  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2283  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2284  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2285  *
2286  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2287  *    accumlating the new one.
2288  *
2289  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2290  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2291  *    busy state.
2292  *
2293  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2294  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2295  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2296  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2297  *    LOAD_FREQ intervals.
2298  *
2299  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2300  */
2301 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2302 static int calc_load_idx;
2303
2304 static inline int calc_load_write_idx(void)
2305 {
2306         int idx = calc_load_idx;
2307
2308         /*
2309          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2310          * need to observe the new update time.
2311          */
2312         smp_rmb();
2313
2314         /*
2315          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2316          * next idle-delta.
2317          */
2318         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2319                 idx++;
2320
2321         return idx & 1;
2322 }
2323
2324 static inline int calc_load_read_idx(void)
2325 {
2326         return calc_load_idx & 1;
2327 }
2328
2329 void calc_load_enter_idle(void)
2330 {
2331         struct rq *this_rq = this_rq();
2332         long delta;
2333
2334         /*
2335          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2336          * into the pending idle delta.
2337          */
2338         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2339         if (delta) {
2340                 int idx = calc_load_write_idx();
2341                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2342         }
2343 }
2344
2345 void calc_load_exit_idle(void)
2346 {
2347         struct rq *this_rq = this_rq();
2348
2349         /*
2350          * If we're still before the sample window, we're done.
2351          */
2352         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2353                 return;
2354
2355         /*
2356          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2357          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2358          * sync up for the next window.
2359          */
2360         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2361         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2362                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2363 }
2364
2365 static long calc_load_fold_idle(void)
2366 {
2367         int idx = calc_load_read_idx();
2368         long delta = 0;
2369
2370         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2371                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2372
2373         return delta;
2374 }
2375
2376 /**
2377  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2378  *
2379  * @x:         base of the power
2380  * @frac_bits: fractional bits of @x
2381  * @n:         power to raise @x to.
2382  *
2383  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2384  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2385  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2386  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2387  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2388  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2389  * vector.
2390  */
2391 static unsigned long
2392 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2393 {
2394         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2395
2396         if (n) for (;;) {
2397                 if (n & 1) {
2398                         result *= x;
2399                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2400                         result >>= frac_bits;
2401                 }
2402                 n >>= 1;
2403                 if (!n)
2404                         break;
2405                 x *= x;
2406                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2407                 x >>= frac_bits;
2408         }
2409
2410         return result;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2415  *
2416  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2417  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2418  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2419  *
2420  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2421  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2422  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2423  *
2424  *  ...
2425  *
2426  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2427  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2428  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2429  *
2430  * [1] application of the geometric series:
2431  *
2432  *              n         1 - x^(n+1)
2433  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2434  *             i=0          1 - x
2435  */
2436 static unsigned long
2437 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2438             unsigned long active, unsigned int n)
2439 {
2440
2441         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2442 }
2443
2444 /*
2445  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2446  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2447  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2448  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2449  *
2450  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2451  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2452  */
2453 static void calc_global_nohz(void)
2454 {
2455         long delta, active, n;
2456
2457         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2458                 /*
2459                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2460                  */
2461                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2462                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2463
2464                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2465                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2466
2467                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2468                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2469                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2470
2471                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2472         }
2473
2474         /*
2475          * Flip the idle index...
2476          *
2477          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2478          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2479          * index, this avoids a double flip messing things up.
2480          */
2481         smp_wmb();
2482         calc_load_idx++;
2483 }
2484 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2485
2486 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2487 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2488
2489 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2490
2491 /*
2492  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2493  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2494  */
2495 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2496 {
2497         long active, delta;
2498
2499         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2500                 return;
2501
2502         /*
2503          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2504          */
2505         delta = calc_load_fold_idle();
2506         if (delta)
2507                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2508
2509         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2510         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2511
2512         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2513         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2514         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2515
2516         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2517
2518         /*
2519          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2520          */
2521         calc_global_nohz();
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2526  * active count.
2527  */
2528 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2529 {
2530         long delta;
2531
2532         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2533                 return;
2534
2535         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2536         if (delta)
2537                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2538
2539         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2540 }
2541
2542 /*
2543  * End of global load-average stuff
2544  */
2545
2546 /*
2547  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2548  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2549  *
2550  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2551  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2552  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2553  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2554  *
2555  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2556  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2557  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2558  *
2559  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2560  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2561  * particular idx is approximated to be zero.
2562  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2563  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2564  * based on 128 point scale.
2565  * Example:
2566  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2567  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2568  *
2569  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2570  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2571  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2572  */
2573 #define DEGRADE_SHIFT           7
2574 static const unsigned char
2575                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2576 static const unsigned char
2577                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2578                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2579                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2580                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2581                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2582                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2583
2584 /*
2585  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2586  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2587  * adding any new load.
2588  */
2589 static unsigned long
2590 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2591 {
2592         int j = 0;
2593
2594         if (!missed_updates)
2595                 return load;
2596
2597         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2598                 return 0;
2599
2600         if (idx == 1)
2601                 return load >> missed_updates;
2602
2603         while (missed_updates) {
2604                 if (missed_updates % 2)
2605                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2606
2607                 missed_updates >>= 1;
2608                 j++;
2609         }
2610         return load;
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2615  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2616  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2617  */
2618 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2619                               unsigned long pending_updates)
2620 {
2621         int i, scale;
2622
2623         this_rq->nr_load_updates++;
2624
2625         /* Update our load: */
2626         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2627         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2628                 unsigned long old_load, new_load;
2629
2630                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2631
2632                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2633                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2634                 new_load = this_load;
2635                 /*
2636                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2637                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2638                  * example.
2639                  */
2640                 if (new_load > old_load)
2641                         new_load += scale - 1;
2642
2643                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2644         }
2645
2646         sched_avg_update(this_rq);
2647 }
2648
2649 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2650 /*
2651  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2652  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2653  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2654  *
2655  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2656  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2657  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2658  * (tick_nohz_idle_exit).
2659  *
2660  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2661  */
2662
2663 /*
2664  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2665  * idle balance.
2666  */
2667 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2668 {
2669         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2670         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2671         unsigned long pending_updates;
2672
2673         /*
2674          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2675          */
2676         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2677                 return;
2678
2679         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2680         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2681
2682         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2687  */
2688 void update_cpu_load_nohz(void)
2689 {
2690         struct rq *this_rq = this_rq();
2691         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2692         unsigned long pending_updates;
2693
2694         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2695                 return;
2696
2697         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2698         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2699         if (pending_updates) {
2700                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2701                 /*
2702                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2703                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2704                  */
2705                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2706         }
2707         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2708 }
2709 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2710
2711 /*
2712  * Called from scheduler_tick()
2713  */
2714 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2715 {
2716         /*
2717          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2718          */
2719         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2720         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2721
2722         calc_load_account_active(this_rq);
2723 }
2724
2725 #ifdef CONFIG_SMP
2726
2727 /*
2728  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2729  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2730  */
2731 void sched_exec(void)
2732 {
2733         struct task_struct *p = current;
2734         unsigned long flags;
2735         int dest_cpu;
2736
2737         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2738         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2739         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2740                 goto unlock;
2741
2742         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2743                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2744
2745                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2746                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2747                 return;
2748         }
2749 unlock:
2750         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2751 }
2752
2753 #endif
2754
2755 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2756 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2757
2758 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2759 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2760
2761 /*
2762  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2763  * @p in case that task is currently running.
2764  *
2765  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2766  */
2767 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2768 {
2769         u64 ns = 0;
2770
2771         if (task_current(rq, p)) {
2772                 update_rq_clock(rq);
2773                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2774                 if ((s64)ns < 0)
2775                         ns = 0;
2776         }
2777
2778         return ns;
2779 }
2780
2781 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2782 {
2783         unsigned long flags;
2784         struct rq *rq;
2785         u64 ns = 0;
2786
2787         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2788         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2789         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2790
2791         return ns;
2792 }
2793
2794 /*
2795  * Return accounted runtime for the task.
2796  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2797  * pending runtime that have not been accounted yet.
2798  */
2799 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2800 {
2801         unsigned long flags;
2802         struct rq *rq;
2803         u64 ns = 0;
2804
2805         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2806         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2807         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2808
2809         return ns;
2810 }
2811
2812 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2813 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
2814 struct cpuacct root_cpuacct;
2815 #endif
2816
2817 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p, int index,
2818                                             u64 tmp)
2819 {
2820 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2821         struct kernel_cpustat *kcpustat;
2822         struct cpuacct *ca;
2823 #endif
2824         /*
2825          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
2826          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
2827          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
2828          *
2829          */
2830         __get_cpu_var(kernel_cpustat).cpustat[index] += tmp;
2831
2832 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
2833         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
2834                 return;
2835
2836         rcu_read_lock();
2837         ca = task_ca(p);
2838         while (ca && (ca != &root_cpuacct)) {
2839                 kcpustat = this_cpu_ptr(ca->cpustat);
2840                 kcpustat->cpustat[index] += tmp;
2841                 ca = parent_ca(ca);
2842         }
2843         rcu_read_unlock();
2844 #endif
2845 }
2846
2847
2848 /*
2849  * Account user cpu time to a process.
2850  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2851  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
2852  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2853  */
2854 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2855                        cputime_t cputime_scaled)
2856 {
2857         int index;
2858
2859         /* Add user time to process. */
2860         p->utime += cputime;
2861         p->utimescaled += cputime_scaled;
2862         account_group_user_time(p, cputime);
2863
2864         index = (TASK_NICE(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
2865
2866         /* Add user time to cpustat. */
2867         task_group_account_field(p, index, (__force u64) cputime);
2868
2869         /* Account for user time used */
2870         acct_update_integrals(p);
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Account guest cpu time to a process.
2875  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2876  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
2877  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2878  */
2879 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2880                                cputime_t cputime_scaled)
2881 {
2882         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2883
2884         /* Add guest time to process. */
2885         p->utime += cputime;
2886         p->utimescaled += cputime_scaled;
2887         account_group_user_time(p, cputime);
2888         p->gtime += cputime;
2889
2890         /* Add guest time to cpustat. */
2891         if (TASK_NICE(p) > 0) {
2892                 cpustat[CPUTIME_NICE] += (__force u64) cputime;
2893                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += (__force u64) cputime;
2894         } else {
2895                 cpustat[CPUTIME_USER] += (__force u64) cputime;
2896                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += (__force u64) cputime;
2897         }
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
2902  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2903  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2904  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2905  * @target_cputime64: pointer to cpustat field that has to be updated
2906  */
2907 static inline
2908 void __account_system_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
2909                         cputime_t cputime_scaled, int index)
2910 {
2911         /* Add system time to process. */
2912         p->stime += cputime;
2913         p->stimescaled += cputime_scaled;
2914         account_group_system_time(p, cputime);
2915
2916         /* Add system time to cpustat. */
2917         task_group_account_field(p, index, (__force u64) cputime);
2918
2919         /* Account for system time used */
2920         acct_update_integrals(p);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * Account system cpu time to a process.
2925  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
2926  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
2927  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
2928  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
2929  */
2930 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
2931                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
2932 {
2933         int index;
2934
2935         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
2936                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
2937                 return;
2938         }
2939
2940         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
2941                 index = CPUTIME_IRQ;
2942         else if (in_serving_softirq())
2943                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
2944         else
2945                 index = CPUTIME_SYSTEM;
2946
2947         __account_system_time(p, cputime, cputime_scaled, index);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * Account for involuntary wait time.
2952  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
2953  */
2954 void account_steal_time(cputime_t cputime)
2955 {
2956         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2957
2958         cpustat[CPUTIME_STEAL] += (__force u64) cputime;
2959 }
2960
2961 /*
2962  * Account for idle time.
2963  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2964  */
2965 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2966 {
2967         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2968         struct rq *rq = this_rq();
2969
2970         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2971                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += (__force u64) cputime;
2972         else
2973                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += (__force u64) cputime;
2974 }
2975
2976 static __always_inline bool steal_account_process_tick(void)
2977 {
2978 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
2979         if (static_key_false(&paravirt_steal_enabled)) {
2980                 u64 steal, st = 0;
2981
2982                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
2983                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
2984
2985                 st = steal_ticks(steal);
2986                 this_rq()->prev_steal_time += st * TICK_NSEC;
2987
2988                 account_steal_time(st);
2989                 return st;
2990         }
2991 #endif
2992         return false;
2993 }
2994
2995 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
2996
2997 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2998 /*
2999  * Account a tick to a process and cpustat
3000  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3001  * @user_tick: is the tick from userspace
3002  * @rq: the pointer to rq
3003  *
3004  * Tick demultiplexing follows the order
3005  * - pending hardirq update
3006  * - pending softirq update
3007  * - user_time
3008  * - idle_time
3009  * - system time
3010  *   - check for guest_time
3011  *   - else account as system_time
3012  *
3013  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
3014  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
3015  * opportunity to update it solely in system time.
3016  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
3017  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
3018  */
3019 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
3020                                                 struct rq *rq)
3021 {
3022         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
3023         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
3024
3025         if (steal_account_process_tick())
3026                 return;
3027
3028         if (irqtime_account_hi_update()) {
3029                 cpustat[CPUTIME_IRQ] += (__force u64) cputime_one_jiffy;
3030         } else if (irqtime_account_si_update()) {
3031                 cpustat[CPUTIME_SOFTIRQ] += (__force u64) cputime_one_jiffy;
3032         } else if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
3033                 /*
3034                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
3035                  * So, we have to handle it separately here.
3036                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
3037                  */
3038                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
3039                                         CPUTIME_SOFTIRQ);
3040         } else if (user_tick) {
3041                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
3042         } else if (p == rq->idle) {
3043                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
3044         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
3045                 account_guest_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
3046         } else {
3047                 __account_system_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled,
3048                                         CPUTIME_SYSTEM);
3049         }
3050 }
3051
3052 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
3053 {
3054         int i;
3055         struct rq *rq = this_rq();
3056
3057         for (i = 0; i < ticks; i++)
3058                 irqtime_account_process_tick(current, 0, rq);
3059 }
3060 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
3061 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
3062 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
3063                                                 struct rq *rq) {}
3064 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
3065
3066 /*
3067  * Account a single tick of cpu time.
3068  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3069  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
3070  */
3071 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
3072 {
3073         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
3074         struct rq *rq = this_rq();
3075
3076         if (sched_clock_irqtime) {
3077                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq);
3078                 return;
3079         }
3080
3081         if (steal_account_process_tick())
3082                 return;
3083
3084         if (user_tick)
3085                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
3086         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
3087                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
3088                                     one_jiffy_scaled);
3089         else
3090                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Account multiple ticks of steal time.
3095  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
3096  * @ticks: number of stolen ticks
3097  */
3098 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
3099 {
3100         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Account multiple ticks of idle time.
3105  * @ticks: number of stolen ticks
3106  */
3107 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
3108 {
3109
3110         if (sched_clock_irqtime) {
3111                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
3112                 return;
3113         }
3114
3115         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
3116 }
3117
3118 #endif
3119
3120 /*
3121  * Use precise platform statistics if available:
3122  */
3123 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
3124 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
3125 {
3126         *ut = p->utime;
3127         *st = p->stime;
3128 }
3129
3130 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
3131 {
3132         struct task_cputime cputime;
3133
3134         thread_group_cputime(p, &cputime);
3135
3136         *ut = cputime.utime;
3137         *st = cputime.stime;
3138 }
3139 #else
3140
3141 #ifndef nsecs_to_cputime
3142 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
3143 #endif
3144
3145 static cputime_t scale_utime(cputime_t utime, cputime_t rtime, cputime_t total)
3146 {
3147         u64 temp = (__force u64) rtime;
3148
3149         temp *= (__force u64) utime;
3150
3151         if (sizeof(cputime_t) == 4)
3152                 temp = div_u64(temp, (__force u32) total);
3153         else
3154                 temp = div64_u64(temp, (__force u64) total);
3155
3156         return (__force cputime_t) temp;
3157 }
3158
3159 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
3160 {
3161         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = utime + p->stime;
3162
3163         /*
3164          * Use CFS's precise accounting:
3165          */
3166         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
3167
3168         if (total)
3169                 utime = scale_utime(utime, rtime, total);
3170         else
3171                 utime = rtime;
3172
3173         /*
3174          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
3175          */
3176         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
3177         p->prev_stime = max(p->prev_stime, rtime - p->prev_utime);
3178
3179         *ut = p->prev_utime;
3180         *st = p->prev_stime;
3181 }
3182
3183 /*
3184  * Must be called with siglock held.
3185  */
3186 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
3187 {
3188         struct signal_struct *sig = p->signal;
3189         struct task_cputime cputime;
3190         cputime_t rtime, utime, total;
3191
3192         thread_group_cputime(p, &cputime);
3193
3194         total = cputime.utime + cputime.stime;
3195         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
3196
3197         if (total)
3198                 utime = scale_utime(cputime.utime, rtime, total);
3199         else
3200                 utime = rtime;
3201
3202         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
3203         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime, rtime - sig->prev_utime);
3204
3205         *ut = sig->prev_utime;
3206         *st = sig->prev_stime;
3207 }
3208 #endif
3209
3210 /*
3211  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3212  * We call it with interrupts disabled.
3213  */
3214 void scheduler_tick(void)
3215 {
3216         int cpu = smp_processor_id();
3217         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3218         struct task_struct *curr = rq->curr;
3219
3220         sched_clock_tick();
3221
3222         raw_spin_lock(&rq->lock);
3223         update_rq_clock(rq);
3224         update_cpu_load_active(rq);
3225         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3226         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3227
3228         perf_event_task_tick();
3229
3230 #ifdef CONFIG_SMP
3231         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3232         trigger_load_balance(rq, cpu);
3233 #endif
3234 }
3235
3236 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
3237 {
3238         if (in_lock_functions(addr)) {
3239                 addr = CALLER_ADDR2;
3240                 if (in_lock_functions(addr))
3241                         addr = CALLER_ADDR3;
3242         }
3243         return addr;
3244 }
3245
3246 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3247                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3248
3249 void __kprobes add_preempt_count(int val)
3250 {
3251 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3252         /*
3253          * Underflow?
3254          */
3255         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3256                 return;
3257 #endif
3258         preempt_count() += val;
3259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3260         /*
3261          * Spinlock count overflowing soon?
3262          */
3263         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3264                                 PREEMPT_MASK - 10);
3265 #endif
3266         if (preempt_count() == val)
3267                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3270
3271 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
3272 {
3273 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3274         /*
3275          * Underflow?
3276          */
3277         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3278                 return;
3279         /*
3280          * Is the spinlock portion underflowing?
3281          */
3282         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3283                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3284                 return;
3285 #endif
3286
3287         if (preempt_count() == val)
3288                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3289         preempt_count() -= val;
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3292
3293 #endif
3294
3295 /*
3296  * Print scheduling while atomic bug:
3297  */
3298 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3299 {
3300         if (oops_in_progress)
3301                 return;
3302
3303         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3304                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3305
3306         debug_show_held_locks(prev);
3307         print_modules();
3308         if (irqs_disabled())
3309                 print_irqtrace_events(prev);
3310         dump_stack();
3311         add_taint(TAINT_WARN);
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3316  */
3317 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3318 {
3319         /*
3320          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3321          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3322          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3323          */
3324         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
3325                 __schedule_bug(prev);
3326         rcu_sleep_check();
3327
3328         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3329
3330         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3331 }
3332
3333 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3334 {
3335         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
3336                 update_rq_clock(rq);
3337         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Pick up the highest-prio task:
3342  */
3343 static inline struct task_struct *
3344 pick_next_task(struct rq *rq)
3345 {
3346         const struct sched_class *class;
3347         struct task_struct *p;
3348
3349         /*
3350          * Optimization: we know that if all tasks are in
3351          * the fair class we can call that function directly:
3352          */
3353         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3354                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3355                 if (likely(p))
3356                         return p;
3357         }
3358
3359         for_each_class(class) {
3360                 p = class->pick_next_task(rq);
3361                 if (p)
3362                         return p;
3363         }
3364
3365         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3366 }
3367
3368 /*
3369  * __schedule() is the main scheduler function.
3370  */
3371 static void __sched __schedule(void)
3372 {
3373         struct task_struct *prev, *next;
3374         unsigned long *switch_count;
3375         struct rq *rq;
3376         int cpu;
3377
3378 need_resched:
3379         preempt_disable();
3380         cpu = smp_processor_id();
3381         rq = cpu_rq(cpu);
3382         rcu_note_context_switch(cpu);
3383         prev = rq->curr;
3384
3385         schedule_debug(prev);
3386
3387         if (sched_feat(HRTICK))
3388                 hrtick_clear(rq);
3389
3390         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3391
3392         switch_count = &prev->nivcsw;
3393         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3394                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3395                         prev->state = TASK_RUNNING;
3396                 } else {
3397                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3398                         prev->on_rq = 0;
3399
3400                         /*
3401                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3402                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3403                          * concurrency.
3404                          */
3405                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3406                                 struct task_struct *to_wakeup;
3407
3408                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3409                                 if (to_wakeup)
3410                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3411                         }
3412                 }
3413                 switch_count = &prev->nvcsw;
3414         }
3415
3416         pre_schedule(rq, prev);
3417
3418         if (unlikely(!rq->nr_running))
3419                 idle_balance(cpu, rq);
3420
3421         put_prev_task(rq, prev);
3422         next = pick_next_task(rq);
3423         clear_tsk_need_resched(prev);
3424         rq->skip_clock_update = 0;
3425
3426         if (likely(prev != next)) {
3427                 rq->nr_switches++;
3428                 rq->curr = next;
3429                 ++*switch_count;
3430
3431                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3432                 /*
3433                  * The context switch have flipped the stack from under us
3434                  * and restored the local variables which were saved when
3435                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3436                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3437                  */
3438                 cpu = smp_processor_id();
3439                 rq = cpu_rq(cpu);
3440         } else
3441                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3442
3443         post_schedule(rq);
3444
3445         sched_preempt_enable_no_resched();
3446         if (need_resched())
3447                 goto need_resched;
3448 }
3449
3450 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3451 {
3452         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3453                 return;
3454         /*
3455          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3456          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3457          */
3458         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3459                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3460 }
3461
3462 asmlinkage void __sched schedule(void)
3463 {
3464         struct task_struct *tsk = current;
3465
3466         sched_submit_work(tsk);
3467         __schedule();
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3470
3471 /**
3472  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3473  *
3474  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3475  */
3476 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3477 {
3478         sched_preempt_enable_no_resched();
3479         schedule();
3480         preempt_disable();
3481 }
3482
3483 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3484
3485 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3486 {
3487         if (lock->owner != owner)
3488                 return false;
3489
3490         /*
3491          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3492          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3493          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3494          * ensures the memory stays valid.
3495          */
3496         barrier();
3497
3498         return owner->on_cpu;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3503  * access and not reliable.
3504  */
3505 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3506 {
3507         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3508                 return 0;
3509
3510         rcu_read_lock();
3511         while (owner_running(lock, owner)) {
3512                 if (need_resched())
3513                         break;
3514
3515                 arch_mutex_cpu_relax();
3516         }
3517         rcu_read_unlock();
3518
3519         /*
3520          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3521          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3522          * success only when lock->owner is NULL.
3523          */
3524         return lock->owner == NULL;
3525 }
3526 #endif
3527
3528 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3529 /*
3530  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3531  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3532  * occur there and call schedule directly.
3533  */
3534 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3535 {
3536         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3537
3538         /*
3539          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3540          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3541          */
3542         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3543                 return;
3544
3545         do {
3546                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3547                 __schedule();
3548                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3549
3550                 /*
3551                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3552                  * between schedule and now.
3553                  */
3554                 barrier();
3555         } while (need_resched());
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3558
3559 /*
3560  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3561  * off of irq context.
3562  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3563  * protect us against recursive calling from irq.
3564  */
3565 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3566 {
3567         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3568
3569         /* Catch callers which need to be fixed */
3570         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3571
3572         do {
3573                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3574                 local_irq_enable();
3575                 __schedule();
3576                 local_irq_disable();
3577                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3578
3579                 /*
3580                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3581                  * between schedule and now.
3582                  */
3583                 barrier();
3584         } while (need_resched());
3585 }
3586
3587 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3588
3589 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3590                           void *key)
3591 {
3592         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3595
3596 /*
3597  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3598  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3599  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3600  *
3601  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3602  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3603  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3604  */
3605 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3606                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3607 {
3608         wait_queue_t *curr, *next;
3609
3610         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3611                 unsigned flags = curr->flags;
3612
3613                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3614                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3615                         break;
3616         }
3617 }
3618
3619 /**
3620  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3621  * @q: the waitqueue
3622  * @mode: which threads
3623  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3624  * @key: is directly passed to the wakeup function
3625  *
3626  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3627  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3628  */
3629 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3630                         int nr_exclusive, void *key)
3631 {
3632         unsigned long flags;
3633
3634         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3635         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3636         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3637 }
3638 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3639
3640 /*
3641  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3642  */
3643 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3644 {
3645         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3646 }
3647 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3648
3649 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3650 {
3651         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3652 }
3653 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3654
3655 /**
3656  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3657  * @q: the waitqueue
3658  * @mode: which threads
3659  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3660  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3661  *
3662  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3663  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3664  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3665  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3666  *
3667  * On UP it can prevent extra preemption.
3668  *
3669  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3670  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3671  */
3672 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3673                         int nr_exclusive, void *key)
3674 {
3675         unsigned long flags;
3676         int wake_flags = WF_SYNC;
3677
3678         if (unlikely(!q))
3679                 return;
3680
3681         if (unlikely(!nr_exclusive))
3682                 wake_flags = 0;
3683
3684         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3685         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3686         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3689
3690 /*
3691  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3692  */
3693 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3694 {
3695         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3696 }
3697 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3698
3699 /**
3700  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3701  * @x:  holds the state of this particular completion
3702  *
3703  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3704  * awakened in the same order in which they were queued.
3705  *
3706  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3707  *
3708  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3709  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3710  */
3711 void complete(struct completion *x)
3712 {
3713         unsigned long flags;
3714
3715         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3716         x->done++;
3717         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3718         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3719 }
3720 EXPORT_SYMBOL(complete);
3721
3722 /**
3723  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3724  * @x:  holds the state of this particular completion
3725  *
3726  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3727  *
3728  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3729  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3730  */
3731 void complete_all(struct completion *x)
3732 {
3733         unsigned long flags;
3734
3735         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3736         x->done += UINT_MAX/2;
3737         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3738         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3739 }
3740 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3741
3742 static inline long __sched
3743 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3744 {
3745         if (!x->done) {
3746                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3747
3748                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3749                 do {
3750                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3751                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3752                                 break;
3753                         }
3754                         __set_current_state(state);
3755                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3756                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3757                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3758                 } while (!x->done && timeout);
3759                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3760                 if (!x->done)
3761                         return timeout;
3762         }
3763         x->done--;
3764         return timeout ?: 1;
3765 }
3766
3767 static long __sched
3768 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3769 {
3770         might_sleep();
3771
3772         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3773         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3774         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3775         return timeout;
3776 }
3777
3778 /**
3779  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3780  * @x:  holds the state of this particular completion
3781  *
3782  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3783  * interruptible and there is no timeout.
3784  *
3785  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3786  * and interrupt capability. Also see complete().
3787  */
3788 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3789 {
3790         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3793
3794 /**
3795  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3796  * @x:  holds the state of this particular completion
3797  * @timeout:  timeout value in jiffies
3798  *
3799  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3800  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3801  * interruptible.
3802  *
3803  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3804  * jiffies left till timeout) if completed.
3805  */
3806 unsigned long __sched
3807 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3808 {
3809         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3812
3813 /**
3814  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3815  * @x:  holds the state of this particular completion
3816  *
3817  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3818  * interruptible.
3819  *
3820  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3821  */
3822 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3823 {
3824         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3825         if (t == -ERESTARTSYS)
3826                 return t;
3827         return 0;
3828 }
3829 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3830
3831 /**
3832  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3833  * @x:  holds the state of this particular completion
3834  * @timeout:  timeout value in jiffies
3835  *
3836  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3837  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3838  *
3839  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3840  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3841  */
3842 long __sched
3843 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3844                                           unsigned long timeout)
3845 {
3846         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3847 }
3848 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3849
3850 /**
3851  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3852  * @x:  holds the state of this particular completion
3853  *
3854  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3855  * interrupted by a kill signal.
3856  *
3857  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3858  */
3859 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3860 {
3861         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3862         if (t == -ERESTARTSYS)
3863                 return t;
3864         return 0;
3865 }
3866 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3867
3868 /**
3869  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3870  * @x:  holds the state of this particular completion
3871  * @timeout:  timeout value in jiffies
3872  *
3873  * This waits for either a completion of a specific task to be
3874  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3875  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3876  *
3877  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3878  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3879  */
3880 long __sched
3881 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3882                                      unsigned long timeout)
3883 {
3884         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3885 }
3886 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3887
3888 /**
3889  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3890  *      @x:     completion structure
3891  *
3892  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3893  *               1 if a decrement succeeded.
3894  *
3895  *      If a completion is being used as a counting completion,
3896  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3897  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3898  *      is protecting is not available.
3899  */
3900 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3901 {
3902         unsigned long flags;
3903         int ret = 1;
3904
3905         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3906         if (!x->done)
3907                 ret = 0;
3908         else
3909                 x->done--;
3910         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3911         return ret;
3912 }
3913 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3914
3915 /**
3916  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3917  *      @x:     completion structure
3918  *
3919  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3920  *               1 if there are no waiters.
3921  *
3922  */
3923 bool completion_done(struct completion *x)
3924 {
3925         unsigned long flags;
3926         int ret = 1;
3927
3928         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3929         if (!x->done)
3930                 ret = 0;
3931         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3932         return ret;
3933 }
3934 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3935
3936 static long __sched
3937 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3938 {
3939         unsigned long flags;
3940         wait_queue_t wait;
3941
3942         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3943
3944         __set_current_state(state);
3945
3946         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3947         __add_wait_queue(q, &wait);
3948         spin_unlock(&q->lock);
3949         timeout = schedule_timeout(timeout);
3950         spin_lock_irq(&q->lock);
3951         __remove_wait_queue(q, &wait);
3952         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3953
3954         return timeout;
3955 }
3956
3957 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3958 {
3959         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3960 }
3961 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3962
3963 long __sched
3964 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3965 {
3966         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3967 }
3968 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3969
3970 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3971 {
3972         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3973 }
3974 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3975
3976 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3977 {
3978         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3979 }
3980 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3981
3982 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3983
3984 /*
3985  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3986  * @p: task
3987  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3988  *
3989  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3990  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3991  *
3992  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3993  */
3994 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3995 {
3996         int oldprio, on_rq, running;
3997         struct rq *rq;
3998         const struct sched_class *prev_class;
3999
4000         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
4001
4002         rq = __task_rq_lock(p);
4003
4004         /*
4005          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4006          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4007          *
4008          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4009          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4010          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4011          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4012          * with interrupts disabled and will complete the lock
4013          * protected section without being interrupted. So there is no
4014          * real need to boost.
4015          */
4016         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4017                 WARN_ON(p != rq->curr);
4018                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4019                 goto out_unlock;
4020         }
4021
4022         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
4023         oldprio = p->prio;
4024         prev_class = p->sched_class;
4025         on_rq = p->on_rq;
4026         running = task_current(rq, p);
4027         if (on_rq)
4028                 dequeue_task(rq, p, 0);
4029         if (running)
4030                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4031
4032         if (rt_prio(prio))
4033                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4034         else
4035                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4036
4037         p->prio = prio;
4038
4039         if (running)
4040                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4041         if (on_rq)
4042                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
4043
4044         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4045 out_unlock:
4046         __task_rq_unlock(rq);
4047 }
4048 #endif
4049 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4050 {
4051         int old_prio, delta, on_rq;
4052         unsigned long flags;
4053         struct rq *rq;
4054
4055         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
4056                 return;
4057         /*
4058          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4059          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4060          */
4061         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4062         /*
4063          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4064          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4065          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4066          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
4067          */
4068         if (task_has_rt_policy(p)) {
4069                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4070                 goto out_unlock;
4071         }
4072         on_rq = p->on_rq;
4073         if (on_rq)
4074                 dequeue_task(rq, p, 0);
4075
4076         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4077         set_load_weight(p);
4078         old_prio = p->prio;
4079         p->prio = effective_prio(p);
4080         delta = p->prio - old_prio;
4081
4082         if (on_rq) {
4083                 enqueue_task(rq, p, 0);
4084                 /*
4085                  * If the task increased its priority or is running and
4086                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4087                  */
4088                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4089                         resched_task(rq->curr);
4090         }
4091 out_unlock:
4092         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4093 }
4094 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4095
4096 /*
4097  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4098  * @p: task
4099  * @nice: nice value
4100  */
4101 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4102 {
4103         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
4104         int nice_rlim = 20 - nice;
4105
4106         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4107                 capable(CAP_SYS_NICE));
4108 }
4109
4110 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4111
4112 /*
4113  * sys_nice - change the priority of the current process.
4114  * @increment: priority increment
4115  *
4116  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4117  * does similar things.
4118  */
4119 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4120 {
4121         long nice, retval;
4122
4123         /*
4124          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4125          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4126          * and we have a single winner.
4127          */
4128         if (increment < -40)
4129                 increment = -40;
4130         if (increment > 40)
4131                 increment = 40;
4132
4133         nice = TASK_NICE(current) + increment;
4134         if (nice < -20)
4135                 nice = -20;
4136         if (nice > 19)
4137                 nice = 19;
4138
4139         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4140                 return -EPERM;
4141
4142         retval = security_task_setnice(current, nice);
4143         if (retval)
4144                 return retval;
4145
4146         set_user_nice(current, nice);
4147         return 0;
4148 }
4149
4150 #endif
4151
4152 /**
4153  * task_prio - return the priority value of a given task.
4154  * @p: the task in question.
4155  *
4156  * This is the priority value as seen by users in /proc.
4157  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4158  * around 0, value goes from -16 to +15.
4159  */
4160 int task_prio(const struct task_struct *p)
4161 {
4162         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4163 }
4164
4165 /**
4166  * task_nice - return the nice value of a given task.
4167  * @p: the task in question.
4168  */
4169 int task_nice(const struct task_struct *p)
4170 {
4171         return TASK_NICE(p);
4172 }
4173 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
4174
4175 /**
4176  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
4177  * @cpu: the processor in question.
4178  */
4179 int idle_cpu(int cpu)
4180 {
4181         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4182
4183         if (rq->curr != rq->idle)
4184                 return 0;
4185
4186         if (rq->nr_running)
4187                 return 0;
4188
4189 #ifdef CONFIG_SMP
4190         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4191                 return 0;
4192 #endif
4193
4194         return 1;
4195 }
4196
4197 /**
4198  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
4199  * @cpu: the processor in question.
4200  */
4201 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4202 {
4203         return cpu_rq(cpu)->idle;
4204 }
4205
4206 /**
4207  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4208  * @pid: the pid in question.
4209  */
4210 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4211 {
4212         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4213 }
4214
4215 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
4216 static void
4217 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
4218 {
4219         p->policy = policy;
4220         p->rt_priority = prio;
4221         p->normal_prio = normal_prio(p);
4222         /* we are holding p->pi_lock already */
4223         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
4224         if (rt_prio(p->prio))
4225                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4226         else
4227                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4228         set_load_weight(p);
4229 }
4230
4231 /*
4232  * check the target process has a UID that matches the current process's
4233  */
4234 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4235 {
4236         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4237         bool match;
4238
4239         rcu_read_lock();
4240         pcred = __task_cred(p);
4241         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4242                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4243         rcu_read_unlock();
4244         return match;
4245 }
4246
4247 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4248                                 const struct sched_param *param, bool user)
4249 {
4250         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
4251         unsigned long flags;
4252         const struct sched_class *prev_class;
4253         struct rq *rq;
4254         int reset_on_fork;
4255
4256         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4257         BUG_ON(in_interrupt());
4258 recheck:
4259         /* double check policy once rq lock held */
4260         if (policy < 0) {
4261                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4262                 policy = oldpolicy = p->policy;
4263         } else {
4264                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
4265                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4266
4267                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
4268                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
4269                                 policy != SCHED_IDLE)
4270                         return -EINVAL;
4271         }
4272
4273         /*
4274          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4275          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4276          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4277          */
4278         if (param->sched_priority < 0 ||
4279             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4280             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4281                 return -EINVAL;
4282         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
4283                 return -EINVAL;
4284
4285         /*
4286          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4287          */
4288         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4289                 if (rt_policy(policy)) {
4290                         unsigned long rlim_rtprio =
4291                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4292
4293                         /* can't set/change the rt policy */
4294                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4295                                 return -EPERM;
4296
4297                         /* can't increase priority */
4298                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
4299                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
4300                                 return -EPERM;
4301                 }
4302
4303                 /*
4304                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4305                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4306                  */
4307                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
4308                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
4309                                 return -EPERM;
4310                 }
4311
4312                 /* can't change other user's priorities */
4313                 if (!check_same_owner(p))
4314                         return -EPERM;
4315
4316                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4317                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4318                         return -EPERM;
4319         }
4320
4321         if (user) {
4322                 retval = security_task_setscheduler(p);
4323                 if (retval)
4324                         return retval;
4325         }
4326
4327         /*
4328          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4329          * changing the priority of the task:
4330          *
4331          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4332          * runqueue lock must be held.
4333          */
4334         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4335
4336         /*
4337          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4338          */
4339         if (p == rq->stop) {
4340                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4341                 return -EINVAL;
4342         }
4343
4344         /*
4345          * If not changing anything there's no need to proceed further:
4346          */
4347         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
4348                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
4349                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4350                 return 0;
4351         }
4352
4353 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4354         if (user) {
4355                 /*
4356                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4357                  * assigned.
4358                  */
4359                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4360                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4361                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4362                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4363                         return -EPERM;
4364                 }
4365         }
4366 #endif
4367
4368         /* recheck policy now with rq lock held */
4369         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4370                 policy = oldpolicy = -1;
4371                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4372                 goto recheck;
4373         }
4374         on_rq = p->on_rq;
4375         running = task_current(rq, p);
4376         if (on_rq)
4377                 dequeue_task(rq, p, 0);
4378         if (running)
4379                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4380
4381         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4382
4383         oldprio = p->prio;
4384         prev_class = p->sched_class;
4385         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4386
4387         if (running)
4388                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4389         if (on_rq)
4390                 enqueue_task(rq, p, 0);
4391
4392         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4393         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4394
4395         rt_mutex_adjust_pi(p);
4396
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 /**
4401  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4402  * @p: the task in question.
4403  * @policy: new policy.
4404  * @param: structure containing the new RT priority.
4405  *
4406  * NOTE that the task may be already dead.
4407  */
4408 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4409                        const struct sched_param *param)
4410 {
4411         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4412 }
4413 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4414
4415 /**
4416  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4417  * @p: the task in question.
4418  * @policy: new policy.
4419  * @param: structure containing the new RT priority.
4420  *
4421  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4422  * current context has permission.  For example, this is needed in
4423  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4424  * but our caller might not have that capability.
4425  */
4426 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4427                                const struct sched_param *param)
4428 {
4429         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4430 }
4431
4432 static int
4433 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4434 {
4435         struct sched_param lparam;
4436         struct task_struct *p;
4437         int retval;
4438
4439         if (!param || pid < 0)
4440                 return -EINVAL;
4441         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4442                 return -EFAULT;
4443
4444         rcu_read_lock();
4445         retval = -ESRCH;
4446         p = find_process_by_pid(pid);
4447         if (p != NULL)
4448                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4449         rcu_read_unlock();
4450
4451         return retval;
4452 }
4453
4454 /**
4455  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4456  * @pid: the pid in question.
4457  * @policy: new policy.
4458  * @param: structure containing the new RT priority.
4459  */
4460 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4461                 struct sched_param __user *, param)
4462 {
4463         /* negative values for policy are not valid */
4464         if (policy < 0)
4465                 return -EINVAL;
4466
4467         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4468 }
4469
4470 /**
4471  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4472  * @pid: the pid in question.
4473  * @param: structure containing the new RT priority.
4474  */
4475 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4476 {
4477         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4478 }
4479
4480 /**
4481  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4482  * @pid: the pid in question.
4483  */
4484 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4485 {
4486         struct task_struct *p;
4487         int retval;
4488
4489         if (pid < 0)
4490                 return -EINVAL;
4491
4492         retval = -ESRCH;
4493         rcu_read_lock();
4494         p = find_process_by_pid(pid);
4495         if (p) {
4496                 retval = security_task_getscheduler(p);
4497                 if (!retval)
4498                         retval = p->policy
4499                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4500         }
4501         rcu_read_unlock();
4502         return retval;
4503 }
4504
4505 /**
4506  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4507  * @pid: the pid in question.
4508  * @param: structure containing the RT priority.
4509  */
4510 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4511 {
4512         struct sched_param lp;
4513         struct task_struct *p;
4514         int retval;
4515
4516         if (!param || pid < 0)
4517                 return -EINVAL;
4518
4519         rcu_read_lock();
4520         p = find_process_by_pid(pid);
4521         retval = -ESRCH;
4522         if (!p)
4523                 goto out_unlock;
4524
4525         retval = security_task_getscheduler(p);
4526         if (retval)
4527                 goto out_unlock;
4528
4529         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4530         rcu_read_unlock();
4531
4532         /*
4533          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4534          */
4535         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4536
4537         return retval;
4538
4539 out_unlock:
4540         rcu_read_unlock();
4541         return retval;
4542 }
4543
4544 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4545 {
4546         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4547         struct task_struct *p;
4548         int retval;
4549
4550         get_online_cpus();
4551         rcu_read_lock();
4552
4553         p = find_process_by_pid(pid);
4554         if (!p) {
4555                 rcu_read_unlock();
4556                 put_online_cpus();
4557                 return -ESRCH;
4558         }
4559
4560         /* Prevent p going away */
4561         get_task_struct(p);
4562         rcu_read_unlock();
4563
4564         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4565                 retval = -ENOMEM;
4566                 goto out_put_task;
4567         }
4568         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4569                 retval = -ENOMEM;
4570                 goto out_free_cpus_allowed;
4571         }
4572         retval = -EPERM;
4573         if (!check_same_owner(p) && !ns_capable(task_user_ns(p), CAP_SYS_NICE))
4574                 goto out_unlock;
4575
4576         retval = security_task_setscheduler(p);
4577         if (retval)
4578                 goto out_unlock;
4579
4580         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4581         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4582 again:
4583         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4584
4585         if (!retval) {
4586                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4587                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4588                         /*
4589                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4590                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4591                          * cpuset's cpus_allowed
4592                          */
4593                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4594                         goto again;
4595                 }
4596         }
4597 out_unlock:
4598         free_cpumask_var(new_mask);
4599 out_free_cpus_allowed:
4600         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4601 out_put_task:
4602         put_task_struct(p);
4603         put_online_cpus();
4604         return retval;
4605 }
4606
4607 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4608                              struct cpumask *new_mask)
4609 {
4610         if (len < cpumask_size())
4611                 cpumask_clear(new_mask);
4612         else if (len > cpumask_size())
4613                 len = cpumask_size();
4614
4615         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4616 }
4617
4618 /**
4619  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4620  * @pid: pid of the process
4621  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4622  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4623  */
4624 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4625                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4626 {
4627         cpumask_var_t new_mask;
4628         int retval;
4629
4630         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4631                 return -ENOMEM;
4632
4633         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4634         if (retval == 0)
4635                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4636         free_cpumask_var(new_mask);
4637         return retval;
4638 }
4639
4640 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4641 {
4642         struct task_struct *p;
4643         unsigned long flags;
4644         int retval;
4645
4646         get_online_cpus();
4647         rcu_read_lock();
4648
4649         retval = -ESRCH;
4650         p = find_process_by_pid(pid);
4651         if (!p)
4652                 goto out_unlock;
4653
4654         retval = security_task_getscheduler(p);
4655         if (retval)
4656                 goto out_unlock;
4657
4658         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4659         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4660         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4661
4662 out_unlock:
4663         rcu_read_unlock();
4664         put_online_cpus();
4665
4666         return retval;
4667 }
4668
4669 /**
4670  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4671  * @pid: pid of the process
4672  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4673  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4674  */
4675 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4676                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4677 {
4678         int ret;
4679         cpumask_var_t mask;
4680
4681         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4682                 return -EINVAL;
4683         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4684                 return -EINVAL;
4685
4686         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4687                 return -ENOMEM;
4688
4689         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4690         if (ret == 0) {
4691                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4692
4693                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4694                         ret = -EFAULT;
4695                 else
4696                         ret = retlen;
4697         }
4698         free_cpumask_var(mask);
4699
4700         return ret;
4701 }
4702
4703 /**
4704  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4705  *
4706  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4707  * other threads running on this CPU then this function will return.
4708  */
4709 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4710 {
4711         struct rq *rq = this_rq_lock();
4712
4713         schedstat_inc(rq, yld_count);
4714         current->sched_class->yield_task(rq);
4715
4716         /*
4717          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4718          * no need to preempt or enable interrupts:
4719          */
4720         __release(rq->lock);
4721         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4722         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4723         sched_preempt_enable_no_resched();
4724
4725         schedule();
4726
4727         return 0;
4728 }
4729
4730 static inline int should_resched(void)
4731 {
4732         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4733 }
4734
4735 static void __cond_resched(void)
4736 {
4737         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4738         __schedule();
4739         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4740 }
4741
4742 int __sched _cond_resched(void)
4743 {
4744         if (should_resched()) {
4745                 __cond_resched();
4746                 return 1;
4747         }
4748         return 0;
4749 }
4750 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4751
4752 /*
4753  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4754  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4755  *
4756  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4757  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4758  * spin_unlock(), once by hand).
4759  */
4760 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4761 {
4762         int resched = should_resched();
4763         int ret = 0;
4764
4765         lockdep_assert_held(lock);
4766
4767         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4768                 spin_unlock(lock);
4769                 if (resched)
4770                         __cond_resched();
4771                 else
4772                         cpu_relax();
4773                 ret = 1;
4774                 spin_lock(lock);
4775         }
4776         return ret;
4777 }
4778 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4779
4780 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4781 {
4782         BUG_ON(!in_softirq());
4783
4784         if (should_resched()) {
4785                 local_bh_enable();
4786                 __cond_resched();
4787                 local_bh_disable();
4788                 return 1;
4789         }
4790         return 0;
4791 }
4792 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4793
4794 /**
4795  * yield - yield the current processor to other threads.
4796  *
4797  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4798  *
4799  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4800  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4801  * it, its already broken.
4802  *
4803  * Typical broken usage is:
4804  *
4805  * while (!event)
4806  *      yield();
4807  *
4808  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4809  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4810  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4811  *
4812  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4813  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4814  * If you still want to use yield(), do not!
4815  */
4816 void __sched yield(void)
4817 {
4818         set_current_state(TASK_RUNNING);
4819         sys_sched_yield();
4820 }
4821 EXPORT_SYMBOL(yield);
4822
4823 /**
4824  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4825  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4826  * processor it's on.
4827  * @p: target task
4828  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4829  *
4830  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4831  * can't go away on us before we can do any checks.
4832  *
4833  * Returns true if we indeed boosted the target task.
4834  */
4835 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4836 {
4837         struct task_struct *curr = current;
4838         struct rq *rq, *p_rq;
4839         unsigned long flags;
4840         bool yielded = 0;
4841
4842         local_irq_save(flags);
4843         rq = this_rq();
4844
4845 again:
4846         p_rq = task_rq(p);
4847         double_rq_lock(rq, p_rq);
4848         while (task_rq(p) != p_rq) {
4849                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4850                 goto again;
4851         }
4852
4853         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4854                 goto out;
4855
4856         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4857                 goto out;
4858
4859         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4860                 goto out;
4861
4862         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4863         if (yielded) {
4864                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4865                 /*
4866                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4867                  * fairness.
4868                  */
4869                 if (preempt && rq != p_rq)
4870                         resched_task(p_rq->curr);
4871         } else {
4872                 /*
4873                  * We might have set it in task_yield_fair(), but are
4874                  * not going to schedule(), so don't want to skip
4875                  * the next update.
4876                  */
4877                 rq->skip_clock_update = 0;
4878         }
4879
4880 out:
4881         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4882         local_irq_restore(flags);
4883
4884         if (yielded)
4885                 schedule();
4886
4887         return yielded;
4888 }
4889 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4890
4891 /*
4892  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4893  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4894  */
4895 void __sched io_schedule(void)
4896 {
4897         struct rq *rq = raw_rq();
4898
4899         delayacct_blkio_start();
4900         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4901         blk_flush_plug(current);
4902         current->in_iowait = 1;
4903         schedule();
4904         current->in_iowait = 0;
4905         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4906         delayacct_blkio_end();
4907 }
4908 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4909
4910 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4911 {
4912         struct rq *rq = raw_rq();
4913         long ret;
4914
4915         delayacct_blkio_start();
4916         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4917         blk_flush_plug(current);
4918         current->in_iowait = 1;
4919         ret = schedule_timeout(timeout);
4920         current->in_iowait = 0;
4921         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4922         delayacct_blkio_end();
4923         return ret;
4924 }
4925
4926 /**
4927  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4928  * @policy: scheduling class.
4929  *
4930  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4931  * by a given scheduling class.
4932  */
4933 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4934 {
4935         int ret = -EINVAL;
4936
4937         switch (policy) {
4938         case SCHED_FIFO:
4939         case SCHED_RR:
4940                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4941                 break;
4942         case SCHED_NORMAL:
4943         case SCHED_BATCH:
4944         case SCHED_IDLE:
4945                 ret = 0;
4946                 break;
4947         }
4948         return ret;
4949 }
4950
4951 /**
4952  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4953  * @policy: scheduling class.
4954  *
4955  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4956  * by a given scheduling class.
4957  */
4958 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4959 {
4960         int ret = -EINVAL;
4961
4962         switch (policy) {
4963         case SCHED_FIFO:
4964         case SCHED_RR:
4965                 ret = 1;
4966                 break;
4967         case SCHED_NORMAL:
4968         case SCHED_BATCH:
4969         case SCHED_IDLE:
4970                 ret = 0;
4971         }
4972         return ret;
4973 }
4974
4975 /**
4976  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4977  * @pid: pid of the process.
4978  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4979  *
4980  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4981  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4982  */
4983 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4984                 struct timespec __user *, interval)
4985 {
4986         struct task_struct *p;
4987         unsigned int time_slice;
4988         unsigned long flags;
4989         struct rq *rq;
4990         int retval;
4991         struct timespec t;
4992
4993         if (pid < 0)
4994                 return -EINVAL;
4995
4996         retval = -ESRCH;
4997         rcu_read_lock();
4998         p = find_process_by_pid(pid);
4999         if (!p)
5000                 goto out_unlock;
5001
5002         retval = security_task_getscheduler(p);
5003         if (retval)
5004                 goto out_unlock;
5005
5006         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5007         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5008         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5009
5010         rcu_read_unlock();
5011         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5012         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5013         return retval;
5014
5015 out_unlock:
5016         rcu_read_unlock();
5017         return retval;
5018 }
5019
5020 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5021
5022 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5023 {
5024         unsigned long free = 0;
5025         unsigned state;
5026
5027         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
5028         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5029                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5030 #if BITS_PER_LONG == 32
5031         if (state == TASK_RUNNING)
5032                 printk(KERN_CONT " running  ");
5033         else
5034                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5035 #else
5036         if (state == TASK_RUNNING)
5037                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5038         else
5039                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5040 #endif
5041 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5042         free = stack_not_used(p);
5043 #endif
5044         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5045                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent)),
5046                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5047
5048         show_stack(p, NULL);
5049 }
5050
5051 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5052 {
5053         struct task_struct *g, *p;
5054
5055 #if BITS_PER_LONG == 32
5056         printk(KERN_INFO
5057                 "  task                PC stack   pid father\n");
5058 #else
5059         printk(KERN_INFO
5060                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5061 #endif
5062         rcu_read_lock();
5063         do_each_thread(g, p) {
5064                 /*
5065                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5066                  * console might take a lot of time:
5067                  */
5068                 touch_nmi_watchdog();
5069                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5070                         sched_show_task(p);
5071         } while_each_thread(g, p);
5072
5073         touch_all_softlockup_watchdogs();
5074
5075 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5076         sysrq_sched_debug_show();
5077 #endif
5078         rcu_read_unlock();
5079         /*
5080          * Only show locks if all tasks are dumped:
5081          */
5082         if (!state_filter)
5083                 debug_show_all_locks();
5084 }
5085
5086 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5087 {
5088         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5089 }
5090
5091 /**
5092  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5093  * @idle: task in question
5094  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5095  *
5096  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5097  * flag, to make booting more robust.
5098  */
5099 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5100 {
5101         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5102         unsigned long flags;
5103
5104         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5105
5106         __sched_fork(idle);
5107         idle->state = TASK_RUNNING;
5108         idle->se.exec_start = sched_clock();
5109
5110         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
5111         /*
5112          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5113          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5114          * lockdep check in task_group() will fail.
5115          *
5116          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5117          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5118          *
5119          * Silence PROVE_RCU
5120          */
5121         rcu_read_lock();
5122         __set_task_cpu(idle, cpu);
5123         rcu_read_unlock();
5124
5125         rq->curr = rq->idle = idle;
5126 #if defined(CONFIG_SMP)
5127         idle->on_cpu = 1;
5128 #endif
5129         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5130
5131         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5132         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
5133
5134         /*
5135          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5136          */
5137         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5138         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5139 #if defined(CONFIG_SMP)
5140         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5141 #endif
5142 }
5143
5144 #ifdef CONFIG_SMP
5145 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
5146 {
5147         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
5148                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
5149
5150         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
5151         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
5152 }
5153
5154 /*
5155  * This is how migration works:
5156  *
5157  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
5158  *    stop_one_cpu().
5159  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
5160  *    off the CPU)
5161  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
5162  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
5163  *    it and puts it into the right queue.
5164  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
5165  *    is done.
5166  */
5167
5168 /*
5169  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
5170  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
5171  * is removed from the allowed bitmask.
5172  *
5173  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
5174  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
5175  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
5176  */
5177 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
5178 {
5179         unsigned long flags;
5180         struct rq *rq;
5181         unsigned int dest_cpu;
5182         int ret = 0;
5183
5184         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5185
5186         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
5187                 goto out;
5188
5189         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
5190                 ret = -EINVAL;
5191                 goto out;
5192         }
5193
5194         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current)) {
5195                 ret = -EINVAL;
5196                 goto out;
5197         }
5198
5199         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
5200
5201         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
5202         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
5203                 goto out;
5204
5205         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
5206         if (p->on_rq) {
5207                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5208                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
5209                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5210                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
5211                 tlb_migrate_finish(p->mm);
5212                 return 0;
5213         }
5214 out:
5215         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5216
5217         return ret;
5218 }
5219 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
5220
5221 /*
5222  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
5223  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
5224  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
5225  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
5226  *
5227  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
5228  * as the task is no longer on this CPU.
5229  *
5230  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
5231  */
5232 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5233 {
5234         struct rq *rq_dest, *rq_src;
5235         int ret = 0;
5236
5237         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
5238                 return ret;
5239
5240         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
5241         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
5242
5243         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
5244         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5245         /* Already moved. */
5246         if (task_cpu(p) != src_cpu)
5247                 goto done;
5248         /* Affinity changed (again). */
5249         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5250                 goto fail;
5251
5252         /*
5253          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
5254          * placed properly.
5255          */
5256         if (p->on_rq) {
5257                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
5258                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
5259                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
5260                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
5261         }
5262 done:
5263         ret = 1;
5264 fail:
5265         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5266         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
5267         return ret;
5268 }
5269
5270 /*
5271  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
5272  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
5273  * 'pushing' onto another runqueue.
5274  */
5275 static int migration_cpu_stop(void *data)
5276 {
5277         struct migration_arg *arg = data;
5278
5279         /*
5280          * The original target cpu might have gone down and we might
5281          * be on another cpu but it doesn't matter.
5282          */
5283         local_irq_disable();
5284         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
5285         local_irq_enable();
5286         return 0;
5287 }
5288
5289 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5290
5291 /*
5292  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5293  * offline.
5294  */
5295 void idle_task_exit(void)
5296 {
5297         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5298
5299         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5300
5301         if (mm != &init_mm)
5302                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5303         mmdrop(mm);
5304 }
5305
5306 /*
5307  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5308  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5309  * nr_active count is stable.
5310  *
5311  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5312  */
5313 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5314 {
5315         long delta = calc_load_fold_active(rq);
5316         if (delta)
5317                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5318 }
5319
5320 /*
5321  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5322  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5323  *
5324  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5325  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5326  * because of lock validation efforts.
5327  */
5328 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
5329 {
5330         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5331         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5332         int dest_cpu;
5333
5334         /*
5335          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5336          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5337          *
5338          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5339          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5340          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5341          * done here.
5342          */
5343         rq->stop = NULL;
5344
5345         for ( ; ; ) {
5346                 /*
5347                  * There's this thread running, bail when that's the only
5348                  * remaining thread.
5349                  */
5350                 if (rq->nr_running == 1)
5351                         break;
5352
5353                 next = pick_next_task(rq);
5354                 BUG_ON(!next);
5355                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5356
5357                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5358                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5359                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5360
5361                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5362
5363                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5364         }
5365
5366         rq->stop = stop;
5367 }
5368
5369 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5370
5371 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5372
5373 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5374         {
5375                 .procname       = "sched_domain",
5376                 .mode           = 0555,
5377         },
5378         {}
5379 };
5380
5381 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5382         {
5383                 .procname       = "kernel",
5384                 .mode           = 0555,
5385                 .child          = sd_ctl_dir,
5386         },
5387         {}
5388 };
5389
5390 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5391 {
5392         struct ctl_table *entry =
5393                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5394
5395         return entry;
5396 }
5397
5398 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5399 {
5400         struct ctl_table *entry;
5401
5402         /*
5403          * In the intermediate directories, both the child directory and
5404          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5405          * will always be set. In the lowest directory the names are
5406          * static strings and all have proc handlers.
5407          */
5408         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5409                 if (entry->child)
5410                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5411                 if (entry->proc_handler == NULL)
5412                         kfree(entry->procname);
5413         }
5414
5415         kfree(*tablep);
5416         *tablep = NULL;
5417 }
5418
5419 static void
5420 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5421                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5422                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5423 {
5424         entry->procname = procname;
5425         entry->data = data;
5426         entry->maxlen = maxlen;
5427         entry->mode = mode;
5428         entry->proc_handler = proc_handler;
5429 }
5430
5431 static struct ctl_table *
5432 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5433 {
5434         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5435
5436         if (table == NULL)
5437                 return NULL;
5438
5439         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5440                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5441         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5442                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5443         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5444                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5445         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5446                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5447         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5448                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5449         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5450                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5451         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5452                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5453         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5454                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5455         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5456                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5457         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5458                 &sd->cache_nice_tries,
5459                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5460         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5461                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5462         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5463                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
5464         /* &table[12] is terminator */
5465
5466         return table;
5467 }
5468
5469 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5470 {
5471         struct ctl_table *entry, *table;
5472         struct sched_domain *sd;
5473         int domain_num = 0, i;
5474         char buf[32];
5475
5476         for_each_domain(cpu, sd)
5477                 domain_num++;
5478         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5479         if (table == NULL)
5480                 return NULL;
5481
5482         i = 0;
5483         for_each_domain(cpu, sd) {
5484                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5485                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5486                 entry->mode = 0555;
5487                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5488                 entry++;
5489                 i++;
5490         }
5491         return table;
5492 }
5493
5494 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5495 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5496 {
5497         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5498         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5499         char buf[32];
5500
5501         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5502         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5503
5504         if (entry == NULL)
5505                 return;
5506
5507         for_each_possible_cpu(i) {
5508                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5509                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5510                 entry->mode = 0555;
5511                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5512                 entry++;
5513         }
5514
5515         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5516         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5517 }
5518
5519 /* may be called multiple times per register */
5520 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5521 {
5522         if (sd_sysctl_header)
5523                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5524         sd_sysctl_header = NULL;
5525         if (sd_ctl_dir[0].child)
5526                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5527 }
5528 #else
5529 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5530 {
5531 }
5532 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5533 {
5534 }
5535 #endif
5536
5537 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5538 {
5539         if (!rq->online) {
5540                 const struct sched_class *class;
5541
5542                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5543                 rq->online = 1;
5544
5545                 for_each_class(class) {
5546                         if (class->rq_online)
5547                                 class->rq_online(rq);
5548                 }
5549         }
5550 }
5551
5552 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5553 {
5554         if (rq->online) {
5555                 const struct sched_class *class;
5556
5557                 for_each_class(class) {
5558                         if (class->rq_offline)
5559                                 class->rq_offline(rq);
5560                 }
5561
5562                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5563                 rq->online = 0;
5564         }
5565 }
5566
5567 /*
5568  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5569  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5570  */
5571 static int __cpuinit
5572 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5573 {
5574         int cpu = (long)hcpu;
5575         unsigned long flags;
5576         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5577
5578         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5579
5580         case CPU_UP_PREPARE:
5581                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5582                 break;
5583
5584         case CPU_ONLINE:
5585                 /* Update our root-domain */
5586                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5587                 if (rq->rd) {
5588                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5589
5590                         set_rq_online(rq);
5591                 }
5592                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5593                 break;
5594
5595 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5596         case CPU_DYING:
5597                 sched_ttwu_pending();
5598                 /* Update our root-domain */
5599                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5600                 if (rq->rd) {
5601                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5602                         set_rq_offline(rq);
5603                 }
5604                 migrate_tasks(cpu);
5605                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5606                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5607
5608                 calc_load_migrate(rq);
5609                 break;
5610 #endif
5611         }
5612
5613         update_max_interval();
5614
5615         return NOTIFY_OK;
5616 }
5617
5618 /*
5619  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5620  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5621  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5622  */
5623 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5624         .notifier_call = migration_call,
5625         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5626 };
5627
5628 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5629                                       unsigned long action, void *hcpu)
5630 {
5631         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5632         case CPU_STARTING:
5633         case CPU_DOWN_FAILED:
5634                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5635                 return NOTIFY_OK;
5636         default:
5637                 return NOTIFY_DONE;
5638         }
5639 }
5640
5641 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5642                                         unsigned long action, void *hcpu)
5643 {
5644         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5645         case CPU_DOWN_PREPARE:
5646                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5647                 return NOTIFY_OK;
5648         default:
5649                 return NOTIFY_DONE;
5650         }
5651 }
5652
5653 static int __init migration_init(void)
5654 {
5655         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5656         int err;
5657
5658         /* Initialize migration for the boot CPU */
5659         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5660         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5661         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5662         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5663
5664         /* Register cpu active notifiers */
5665         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5666         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5667
5668         return 0;
5669 }
5670 early_initcall(migration_init);
5671 #endif
5672
5673 #ifdef CONFIG_SMP
5674
5675 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5676
5677 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5678
5679 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5680
5681 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5682 {
5683         sched_debug_enabled = 1;
5684
5685         return 0;
5686 }
5687 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5688
5689 static inline bool sched_debug(void)
5690 {
5691         return sched_debug_enabled;
5692 }
5693
5694 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5695                                   struct cpumask *groupmask)
5696 {
5697         struct sched_group *group = sd->groups;
5698         char str[256];
5699
5700         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5701         cpumask_clear(groupmask);
5702
5703         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5704
5705         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5706                 printk("does not load-balance\n");
5707                 if (sd->parent)
5708                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5709                                         " has parent");
5710                 return -1;
5711         }
5712
5713         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5714
5715         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5716                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5717                                 "CPU%d\n", cpu);
5718         }
5719         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5720                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5721                                 " CPU%d\n", cpu);
5722         }
5723
5724         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5725         do {
5726                 if (!group) {
5727                         printk("\n");
5728                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5729                         break;
5730                 }
5731
5732                 /*
5733                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5734                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5735                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5736                  */
5737                 if (!group->sgp->power_orig) {
5738                         printk(KERN_CONT "\n");
5739                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5740                                         "set\n");
5741                         break;
5742                 }
5743
5744                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5745                         printk(KERN_CONT "\n");
5746                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5747                         break;
5748                 }
5749
5750                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5751                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5752                         printk(KERN_CONT "\n");
5753                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5754                         break;
5755                 }
5756
5757                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5758
5759                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5760
5761                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5762                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5763                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5764                                 group->sgp->power);
5765                 }
5766
5767                 group = group->next;
5768         } while (group != sd->groups);
5769         printk(KERN_CONT "\n");
5770
5771         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5772                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5773
5774         if (sd->parent &&
5775             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5776                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5777                         "of domain->span\n");
5778         return 0;
5779 }
5780
5781 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5782 {
5783         int level = 0;
5784
5785         if (!sched_debug_enabled)
5786                 return;
5787
5788         if (!sd) {
5789                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5790                 return;
5791         }
5792
5793         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5794
5795         for (;;) {
5796                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5797                         break;
5798                 level++;
5799                 sd = sd->parent;
5800                 if (!sd)
5801                         break;
5802         }
5803 }
5804 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5805 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5806 static inline bool sched_debug(void)
5807 {
5808         return false;
5809 }
5810 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5811
5812 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5813 {
5814         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5815                 return 1;
5816
5817         /* Following flags need at least 2 groups */
5818         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5819                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5820                          SD_BALANCE_FORK |
5821                          SD_BALANCE_EXEC |
5822                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5823                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5824                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5825                         return 0;
5826         }
5827
5828         /* Following flags don't use groups */
5829         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5830                 return 0;
5831
5832         return 1;
5833 }
5834
5835 static int
5836 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5837 {
5838         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5839
5840         if (sd_degenerate(parent))
5841                 return 1;
5842
5843         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5844                 return 0;
5845
5846         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5847         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5848                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5849                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5850                                 SD_BALANCE_FORK |
5851                                 SD_BALANCE_EXEC |
5852                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5853                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5854                 if (nr_node_ids == 1)
5855                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5856         }
5857         if (~cflags & pflags)
5858                 return 0;
5859
5860         return 1;
5861 }
5862
5863 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5864 {
5865         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5866
5867         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5868         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5869         free_cpumask_var(rd->online);
5870         free_cpumask_var(rd->span);
5871         kfree(rd);
5872 }
5873
5874 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5875 {
5876         struct root_domain *old_rd = NULL;
5877         unsigned long flags;
5878
5879         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5880
5881         if (rq->rd) {
5882                 old_rd = rq->rd;
5883
5884                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5885                         set_rq_offline(rq);
5886
5887                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5888
5889                 /*
5890                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5891                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5892                  * in this function:
5893                  */
5894                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5895                         old_rd = NULL;
5896         }
5897
5898         atomic_inc(&rd->refcount);
5899         rq->rd = rd;
5900
5901         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5902         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5903                 set_rq_online(rq);
5904
5905         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5906
5907         if (old_rd)
5908                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5909 }
5910
5911 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5912 {
5913         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5914
5915         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5916                 goto out;
5917         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5918                 goto free_span;
5919         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5920                 goto free_online;
5921
5922         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5923                 goto free_rto_mask;
5924         return 0;
5925
5926 free_rto_mask:
5927         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5928 free_online:
5929         free_cpumask_var(rd->online);
5930 free_span:
5931         free_cpumask_var(rd->span);
5932 out:
5933         return -ENOMEM;
5934 }
5935
5936 /*
5937  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5938  * members (mimicking the global state we have today).
5939  */
5940 struct root_domain def_root_domain;
5941
5942 static void init_defrootdomain(void)
5943 {
5944         init_rootdomain(&def_root_domain);
5945
5946         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5947 }
5948
5949 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5950 {
5951         struct root_domain *rd;
5952
5953         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5954         if (!rd)
5955                 return NULL;
5956
5957         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5958                 kfree(rd);
5959                 return NULL;
5960         }
5961
5962         return rd;
5963 }
5964
5965 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5966 {
5967         struct sched_group *tmp, *first;
5968
5969         if (!sg)
5970                 return;
5971
5972         first = sg;
5973         do {
5974                 tmp = sg->next;
5975
5976                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5977                         kfree(sg->sgp);
5978
5979                 kfree(sg);
5980                 sg = tmp;
5981         } while (sg != first);
5982 }
5983
5984 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5985 {
5986         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5987
5988         /*
5989          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5990          * nuke them all.
5991          */
5992         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5993                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5994         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5995                 kfree(sd->groups->sgp);
5996                 kfree(sd->groups);
5997         }
5998         kfree(sd);
5999 }
6000
6001 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
6002 {
6003         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
6004 }
6005
6006 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
6007 {
6008         for (; sd; sd = sd->parent)
6009                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
6010 }
6011
6012 /*
6013  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
6014  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
6015  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
6016  *
6017  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
6018  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
6019  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
6020  */
6021 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
6022 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6023
6024 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6025 {
6026         struct sched_domain *sd;
6027         int id = cpu;
6028
6029         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6030         if (sd)
6031                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6032
6033         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6034         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6035 }
6036
6037 /*
6038  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6039  * hold the hotplug lock.
6040  */
6041 static void
6042 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6043 {
6044         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6045         struct sched_domain *tmp;
6046
6047         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6048         for (tmp = sd; tmp; ) {
6049                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6050                 if (!parent)
6051                         break;
6052
6053                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6054                         tmp->parent = parent->parent;
6055                         if (parent->parent)
6056                                 parent->parent->child = tmp;
6057                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6058                 } else
6059                         tmp = tmp->parent;
6060         }
6061
6062         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6063                 tmp = sd;
6064                 sd = sd->parent;
6065                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6066                 if (sd)
6067                         sd->child = NULL;
6068         }
6069
6070         sched_domain_debug(sd, cpu);
6071
6072         rq_attach_root(rq, rd);
6073         tmp = rq->sd;
6074         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6075         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6076
6077         update_top_cache_domain(cpu);
6078 }
6079
6080 /* cpus with isolated domains */
6081 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
6082
6083 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6084 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6085 {
6086         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6087         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6088         return 1;
6089 }
6090
6091 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6092
6093 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
6094 {
6095         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
6096 }
6097
6098 struct sd_data {
6099         struct sched_domain **__percpu sd;
6100         struct sched_group **__percpu sg;
6101         struct sched_group_power **__percpu sgp;
6102 };
6103
6104 struct s_data {
6105         struct sched_domain ** __percpu sd;
6106         struct root_domain      *rd;
6107 };
6108
6109 enum s_alloc {
6110         sa_rootdomain,
6111         sa_sd,
6112         sa_sd_storage,
6113         sa_none,
6114 };
6115
6116 struct sched_domain_topology_level;
6117
6118 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
6119 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
6120
6121 #define SDTL_OVERLAP    0x01
6122
6123 struct sched_domain_topology_level {
6124         sched_domain_init_f init;
6125         sched_domain_mask_f mask;
6126         int                 flags;
6127         int                 numa_level;
6128         struct sd_data      data;
6129 };
6130
6131 /*
6132  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6133  * domain traversal.
6134  *
6135  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6136  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6137  * range.
6138  *
6139  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6140  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6141  * cpu they're built on, so check that.
6142  *
6143  */
6144 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6145 {
6146         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6147         struct sd_data *sdd = sd->private;
6148         struct sched_domain *sibling;
6149         int i;
6150
6151         for_each_cpu(i, span) {
6152                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6153                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6154                         continue;
6155
6156                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6157         }
6158 }
6159
6160 /*
6161  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6162  * of this group that's also in the iteration mask.
6163  */
6164 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6165 {
6166         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6167 }
6168
6169 static int
6170 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6171 {
6172         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6173         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6174         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6175         struct sd_data *sdd = sd->private;
6176         struct sched_domain *child;
6177         int i;
6178
6179         cpumask_clear(covered);
6180
6181         for_each_cpu(i, span) {
6182                 struct cpumask *sg_span;
6183
6184                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6185                         continue;
6186
6187                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6188
6189                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6190                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
6191                         continue;
6192
6193                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6194                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6195
6196                 if (!sg)
6197                         goto fail;
6198
6199                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6200                 if (child->child) {
6201                         child = child->child;
6202                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
6203                 } else
6204                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6205
6206                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6207
6208                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
6209                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
6210                         build_group_mask(sd, sg);
6211
6212                 /*
6213                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
6214                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6215                  * die on a /0 trap.
6216                  */
6217                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6218
6219                 /*
6220                  * Make sure the first group of this domain contains the
6221                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6222                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6223                  */
6224                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6225                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6226                         groups = sg;
6227
6228                 if (!first)
6229                         first = sg;
6230                 if (last)
6231                         last->next = sg;
6232                 last = sg;
6233                 last->next = first;
6234         }
6235         sd->groups = groups;
6236
6237         return 0;
6238
6239 fail:
6240         free_sched_groups(first, 0);
6241
6242         return -ENOMEM;
6243 }
6244
6245 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6246 {
6247         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6248         struct sched_domain *child = sd->child;
6249
6250         if (child)
6251                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6252
6253         if (sg) {
6254                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6255                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
6256                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
6257         }
6258
6259         return cpu;
6260 }
6261
6262 /*
6263  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6264  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6265  * and ->cpu_power to 0.
6266  *
6267  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6268  */
6269 static int
6270 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6271 {
6272         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6273         struct sd_data *sdd = sd->private;
6274         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6275         struct cpumask *covered;
6276         int i;
6277
6278         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6279         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6280
6281         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
6282                 return 0;
6283
6284         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6285         covered = sched_domains_tmpmask;
6286
6287         cpumask_clear(covered);
6288
6289         for_each_cpu(i, span) {
6290                 struct sched_group *sg;
6291                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
6292                 int j;
6293
6294                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6295                         continue;
6296
6297                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
6298                 sg->sgp->power = 0;
6299                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6300
6301                 for_each_cpu(j, span) {
6302                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6303                                 continue;
6304
6305                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6306                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6307                 }
6308
6309                 if (!first)
6310                         first = sg;
6311                 if (last)
6312                         last->next = sg;
6313                 last = sg;
6314         }
6315         last->next = first;
6316
6317         return 0;
6318 }
6319
6320 /*
6321  * Initialize sched groups cpu_power.
6322  *
6323  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
6324  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6325  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6326  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6327  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6328  * less cpu_power.
6329  */
6330 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6331 {
6332         struct sched_group *sg = sd->groups;
6333
6334         WARN_ON(!sd || !sg);
6335
6336         do {
6337                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6338                 sg = sg->next;
6339         } while (sg != sd->groups);
6340
6341         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6342                 return;
6343
6344         update_group_power(sd, cpu);
6345         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6346 }
6347
6348 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6349 {
6350        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6351 }
6352
6353 /*
6354  * Initializers for schedule domains
6355  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6356  */
6357
6358 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6359 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6360 #else
6361 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6362 #endif
6363
6364 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6365 static noinline struct sched_domain *                                   \
6366 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6367 {                                                                       \
6368         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6369         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6370         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6371         sd->private = &tl->data;                                        \
6372         return sd;                                                      \
6373 }
6374
6375 SD_INIT_FUNC(CPU)
6376 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6377  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6378 #endif
6379 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6380  SD_INIT_FUNC(MC)
6381 #endif
6382 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6383  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6384 #endif
6385
6386 static int default_relax_domain_level = -1;
6387 int sched_domain_level_max;
6388
6389 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6390 {
6391         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6392                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6393
6394         return 1;
6395 }
6396 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6397
6398 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6399                                  struct sched_domain_attr *attr)
6400 {
6401         int request;
6402
6403         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6404                 if (default_relax_domain_level < 0)
6405                         return;
6406                 else
6407                         request = default_relax_domain_level;
6408         } else
6409                 request = attr->relax_domain_level;
6410         if (request < sd->level) {
6411                 /* turn off idle balance on this domain */
6412                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6413         } else {
6414                 /* turn on idle balance on this domain */
6415                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6416         }
6417 }
6418
6419 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6420 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6421
6422 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6423                                  const struct cpumask *cpu_map)
6424 {
6425         switch (what) {
6426         case sa_rootdomain:
6427                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6428                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6429         case sa_sd:
6430                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6431         case sa_sd_storage:
6432                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6433         case sa_none:
6434                 break;
6435         }
6436 }
6437
6438 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6439                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6440 {
6441         memset(d, 0, sizeof(*d));
6442
6443         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6444                 return sa_sd_storage;
6445         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6446         if (!d->sd)
6447                 return sa_sd_storage;
6448         d->rd = alloc_rootdomain();
6449         if (!d->rd)
6450                 return sa_sd;
6451         return sa_rootdomain;
6452 }
6453
6454 /*
6455  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6456  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6457  * will not free the data we're using.
6458  */
6459 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6460 {
6461         struct sd_data *sdd = sd->private;
6462
6463         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6464         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6465
6466         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6467                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6468
6469         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6470                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6471 }
6472
6473 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6474 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6475 {
6476         return topology_thread_cpumask(cpu);
6477 }
6478 #endif
6479
6480 /*
6481  * Topology list, bottom-up.
6482  */
6483 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6484 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6485         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6486 #endif
6487 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6488         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6489 #endif
6490 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6491         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6492 #endif
6493         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6494         { NULL, },
6495 };
6496
6497 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6498
6499 #ifdef CONFIG_NUMA
6500
6501 static int sched_domains_numa_levels;
6502 static int *sched_domains_numa_distance;
6503 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6504 static int sched_domains_curr_level;
6505
6506 static inline int sd_local_flags(int level)
6507 {
6508         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6509                 return 0;
6510
6511         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6512 }
6513
6514 static struct sched_domain *
6515 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6516 {
6517         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6518         int level = tl->numa_level;
6519         int sd_weight = cpumask_weight(
6520                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6521
6522         *sd = (struct sched_domain){
6523                 .min_interval           = sd_weight,
6524                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6525                 .busy_factor            = 32,
6526                 .imbalance_pct          = 125,
6527                 .cache_nice_tries       = 2,
6528                 .busy_idx               = 3,
6529                 .idle_idx               = 2,
6530                 .newidle_idx            = 0,
6531                 .wake_idx               = 0,
6532                 .forkexec_idx           = 0,
6533
6534                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6535                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6536                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6537                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6538                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6539                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6540                                         | 0*SD_PREFER_LOCAL
6541                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6542                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6543                                         | 1*SD_SERIALIZE
6544                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6545                                         | sd_local_flags(level)
6546                                         ,
6547                 .last_balance           = jiffies,
6548                 .balance_interval       = sd_weight,
6549         };
6550         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6551         sd->private = &tl->data;
6552
6553         /*
6554          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6555          */
6556         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6557
6558         return sd;
6559 }
6560
6561 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6562 {
6563         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6564 }
6565
6566 static void sched_numa_warn(const char *str)
6567 {
6568         static int done = false;
6569         int i,j;
6570
6571         if (done)
6572                 return;
6573
6574         done = true;
6575
6576         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6577
6578         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6579                 printk(KERN_WARNING "  ");
6580                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6581                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6582                 printk(KERN_CONT "\n");
6583         }
6584         printk(KERN_WARNING "\n");
6585 }
6586
6587 static bool find_numa_distance(int distance)
6588 {
6589         int i;
6590
6591         if (distance == node_distance(0, 0))
6592                 return true;
6593
6594         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6595                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6596                         return true;
6597         }
6598
6599         return false;
6600 }
6601
6602 static void sched_init_numa(void)
6603 {
6604         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6605         struct sched_domain_topology_level *tl;
6606         int level = 0;
6607         int i, j, k;
6608
6609         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6610         if (!sched_domains_numa_distance)
6611                 return;
6612
6613         /*
6614          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6615          * unique distances in the node_distance() table.
6616          *
6617          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6618          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6619          */
6620         next_distance = curr_distance;
6621         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6622                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6623                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6624                                 int distance = node_distance(i, k);
6625
6626                                 if (distance > curr_distance &&
6627                                     (distance < next_distance ||
6628                                      next_distance == curr_distance))
6629                                         next_distance = distance;
6630
6631                                 /*
6632                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6633                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6634                                  * equally connected to A.
6635                                  */
6636                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6637                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6638
6639                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6640                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6641                         }
6642                         if (next_distance != curr_distance) {
6643                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6644                                 sched_domains_numa_levels = level;
6645                                 curr_distance = next_distance;
6646                         } else break;
6647                 }
6648
6649                 /*
6650                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6651                  */
6652                 if (!sched_debug())
6653                         break;
6654         }
6655         /*
6656          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6657          * identity distance node_distance(i,i).
6658          *
6659          * The sched_domains_nume_distance[] array includes the actual distance
6660          * numbers.
6661          */
6662
6663         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6664         if (!sched_domains_numa_masks)
6665                 return;
6666
6667         /*
6668          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6669          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6670          */
6671         for (i = 0; i < level; i++) {
6672                 sched_domains_numa_masks[i] =
6673                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6674                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6675                         return;
6676
6677                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6678                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6679                         if (!mask)
6680                                 return;
6681
6682                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6683
6684                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6685                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6686                                         continue;
6687
6688                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6689                         }
6690                 }
6691         }
6692
6693         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6694                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6695         if (!tl)
6696                 return;
6697
6698         /*
6699          * Copy the default topology bits..
6700          */
6701         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6702                 tl[i] = default_topology[i];
6703
6704         /*
6705          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6706          */
6707         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6708                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6709                         .init = sd_numa_init,
6710                         .mask = sd_numa_mask,
6711                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6712                         .numa_level = j,
6713                 };
6714         }
6715
6716         sched_domain_topology = tl;
6717 }
6718 #else
6719 static inline void sched_init_numa(void)
6720 {
6721 }
6722 #endif /* CONFIG_NUMA */
6723
6724 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6725 {
6726         struct sched_domain_topology_level *tl;
6727         int j;
6728
6729         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6730                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6731
6732                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6733                 if (!sdd->sd)
6734                         return -ENOMEM;
6735
6736                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6737                 if (!sdd->sg)
6738                         return -ENOMEM;
6739
6740                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6741                 if (!sdd->sgp)
6742                         return -ENOMEM;
6743
6744                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6745                         struct sched_domain *sd;
6746                         struct sched_group *sg;
6747                         struct sched_group_power *sgp;
6748
6749                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6750                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6751                         if (!sd)
6752                                 return -ENOMEM;
6753
6754                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6755
6756                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6757                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6758                         if (!sg)
6759                                 return -ENOMEM;
6760
6761                         sg->next = sg;
6762
6763                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6764
6765                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6766                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6767                         if (!sgp)
6768                                 return -ENOMEM;
6769
6770                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6771                 }
6772         }
6773
6774         return 0;
6775 }
6776
6777 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6778 {
6779         struct sched_domain_topology_level *tl;
6780         int j;
6781
6782         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6783                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6784
6785                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6786                         struct sched_domain *sd;
6787
6788                         if (sdd->sd) {
6789                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6790                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6791                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6792                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6793                         }
6794
6795                         if (sdd->sg)
6796                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6797                         if (sdd->sgp)
6798                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6799                 }
6800                 free_percpu(sdd->sd);
6801                 sdd->sd = NULL;
6802                 free_percpu(sdd->sg);
6803                 sdd->sg = NULL;
6804                 free_percpu(sdd->sgp);
6805                 sdd->sgp = NULL;
6806         }
6807 }
6808
6809 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6810                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6811                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6812                 int cpu)
6813 {
6814         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6815         if (!sd)
6816                 return child;
6817
6818         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6819         if (child) {
6820                 sd->level = child->level + 1;
6821                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6822                 child->parent = sd;
6823         }
6824         sd->child = child;
6825         set_domain_attribute(sd, attr);
6826
6827         return sd;
6828 }
6829
6830 /*
6831  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6832  * to the individual cpus
6833  */
6834 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6835                                struct sched_domain_attr *attr)
6836 {
6837         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6838         struct sched_domain *sd;
6839         struct s_data d;
6840         int i, ret = -ENOMEM;
6841
6842         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6843         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6844                 goto error;
6845
6846         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6847         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6848                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6849
6850                 sd = NULL;
6851                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6852                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6853                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6854                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6855                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6856                                 break;
6857                 }
6858
6859                 while (sd->child)
6860                         sd = sd->child;
6861
6862                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6863         }
6864
6865         /* Build the groups for the domains */
6866         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6867                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6868                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6869                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6870                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6871                                         goto error;
6872                         } else {
6873                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6874                                         goto error;
6875                         }
6876                 }
6877         }
6878
6879         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6880         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6881                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6882                         continue;
6883
6884                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6885                         claim_allocations(i, sd);
6886                         init_sched_groups_power(i, sd);
6887                 }
6888         }
6889
6890         /* Attach the domains */
6891         rcu_read_lock();
6892         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6893                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6894                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6895         }
6896         rcu_read_unlock();
6897
6898         ret = 0;
6899 error:
6900         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6901         return ret;
6902 }
6903
6904 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6905 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6906 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6907                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6908
6909 /*
6910  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6911  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6912  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6913  */
6914 static cpumask_var_t fallback_doms;
6915
6916 /*
6917  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6918  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6919  * or 0 if it stayed the same.
6920  */
6921 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6922 {
6923         return 0;
6924 }
6925
6926 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6927 {
6928         int i;
6929         cpumask_var_t *doms;
6930
6931         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6932         if (!doms)
6933                 return NULL;
6934         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6935                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6936                         free_sched_domains(doms, i);
6937                         return NULL;
6938                 }
6939         }
6940         return doms;
6941 }
6942
6943 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6944 {
6945         unsigned int i;
6946         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6947                 free_cpumask_var(doms[i]);
6948         kfree(doms);
6949 }
6950
6951 /*
6952  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6953  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6954  * exclude other special cases in the future.
6955  */
6956 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6957 {
6958         int err;
6959
6960         arch_update_cpu_topology();
6961         ndoms_cur = 1;
6962         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6963         if (!doms_cur)