cpuquiet: Update averaging of nr_runnables
[linux-3.10.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_internal.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
149
150 #undef SCHED_FEAT
151
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
153 {
154         int i;
155
156         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
157                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
158                         seq_puts(m, "NO_");
159                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
160         }
161         seq_puts(m, "\n");
162
163         return 0;
164 }
165
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
167
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
170
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
173
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
177
178 #undef SCHED_FEAT
179
180 static void sched_feat_disable(int i)
181 {
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
184 }
185
186 static void sched_feat_enable(int i)
187 {
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
190 }
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
195
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 void resched_task(struct task_struct *p)
516 {
517         int cpu;
518
519         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
520
521         if (test_tsk_need_resched(p))
522                 return;
523
524         set_tsk_need_resched(p);
525
526         cpu = task_cpu(p);
527         if (cpu == smp_processor_id())
528                 return;
529
530         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
531         smp_mb();
532         if (!tsk_is_polling(p))
533                 smp_send_reschedule(cpu);
534 }
535
536 void resched_cpu(int cpu)
537 {
538         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
539         unsigned long flags;
540
541         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
542                 return;
543         resched_task(cpu_curr(cpu));
544         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
545 }
546
547 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
548 /*
549  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
550  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
551  *
552  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
553  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
554  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
555  */
556 int get_nohz_timer_target(void)
557 {
558         int cpu = smp_processor_id();
559         int i;
560         struct sched_domain *sd;
561
562         rcu_read_lock();
563         for_each_domain(cpu, sd) {
564                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
565                         if (!idle_cpu(i)) {
566                                 cpu = i;
567                                 goto unlock;
568                         }
569                 }
570         }
571 unlock:
572         rcu_read_unlock();
573         return cpu;
574 }
575 /*
576  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
577  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
578  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
579  * idle system the next event might even be infinite time into the
580  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
581  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
582  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
583  * wheel for the next timer event.
584  */
585 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
586 {
587         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
588
589         if (cpu == smp_processor_id())
590                 return;
591
592         /*
593          * This is safe, as this function is called with the timer
594          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
595          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
596          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
597          * timer into account automatically.
598          */
599         if (rq->curr != rq->idle)
600                 return;
601
602         /*
603          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
604          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
605          * idle task through an additional NOOP schedule()
606          */
607         set_tsk_need_resched(rq->idle);
608
609         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
610         smp_mb();
611         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
612                 smp_send_reschedule(cpu);
613 }
614
615 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
616 {
617         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
618                 if (cpu != smp_processor_id() ||
619                     tick_nohz_tick_stopped())
620                         smp_send_reschedule(cpu);
621                 return true;
622         }
623
624         return false;
625 }
626
627 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
628 {
629         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
630                 wake_up_idle_cpu(cpu);
631 }
632
633 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
634 {
635         int cpu = smp_processor_id();
636
637         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
638                 return false;
639
640         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
641                 return true;
642
643         /*
644          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
645          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
646          */
647         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
648         return false;
649 }
650
651 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
652
653 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
654 {
655         return false;
656 }
657
658 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
659
660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
661 bool sched_can_stop_tick(void)
662 {
663        struct rq *rq;
664
665        rq = this_rq();
666
667        /* Make sure rq->nr_running update is visible after the IPI */
668        smp_rmb();
669
670        /* More than one running task need preemption */
671        if (rq->nr_running > 1)
672                return false;
673
674        return true;
675 }
676 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
677
678 void sched_avg_update(struct rq *rq)
679 {
680         s64 period = sched_avg_period();
681
682         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
683                 /*
684                  * Inline assembly required to prevent the compiler
685                  * optimising this loop into a divmod call.
686                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
687                  */
688                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
689                 rq->age_stamp += period;
690                 rq->rt_avg /= 2;
691         }
692 }
693
694 #else /* !CONFIG_SMP */
695 void resched_task(struct task_struct *p)
696 {
697         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
698         set_tsk_need_resched(p);
699 }
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
703                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
704 /*
705  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
706  * node and @up when leaving it for the final time.
707  *
708  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
709  */
710 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
711                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
712 {
713         struct task_group *parent, *child;
714         int ret;
715
716         parent = from;
717
718 down:
719         ret = (*down)(parent, data);
720         if (ret)
721                 goto out;
722         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
723                 parent = child;
724                 goto down;
725
726 up:
727                 continue;
728         }
729         ret = (*up)(parent, data);
730         if (ret || parent == from)
731                 goto out;
732
733         child = parent;
734         parent = parent->parent;
735         if (parent)
736                 goto up;
737 out:
738         return ret;
739 }
740
741 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif
746
747 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
748 {
749         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
750         struct load_weight *load = &p->se.load;
751
752         /*
753          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
754          */
755         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
756                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
757                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
758                 return;
759         }
760
761         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
762         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
763 }
764
765 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         update_rq_clock(rq);
768         sched_info_queued(p);
769         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         update_rq_clock(rq);
775         sched_info_dequeued(p);
776         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
780 {
781         if (task_contributes_to_load(p))
782                 rq->nr_uninterruptible--;
783
784         enqueue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
788 {
789         if (task_contributes_to_load(p))
790                 rq->nr_uninterruptible++;
791
792         dequeue_task(rq, p, flags);
793 }
794
795 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
796 {
797 /*
798  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
799  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
800  */
801 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
802         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
803 #endif
804 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
805         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
806
807         /*
808          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
809          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
810          * {soft,}irq region.
811          *
812          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
813          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
814          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
815          * monotonic.
816          *
817          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
818          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
819          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
820          * atomic ops.
821          */
822         if (irq_delta > delta)
823                 irq_delta = delta;
824
825         rq->prev_irq_time += irq_delta;
826         delta -= irq_delta;
827 #endif
828 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
829         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
830                 u64 st;
831
832                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
833                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
834
835                 if (unlikely(steal > delta))
836                         steal = delta;
837
838                 st = steal_ticks(steal);
839                 steal = st * TICK_NSEC;
840
841                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
842
843                 delta -= steal;
844         }
845 #endif
846
847         rq->clock_task += delta;
848
849 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
850         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
851                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
852 #endif
853 }
854
855 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
856 {
857         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
858         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
859
860         if (stop) {
861                 /*
862                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
863                  * userspace knows about and won't get confused about.
864                  *
865                  * Also, it will make PI more or less work without too
866                  * much confusion -- but then, stop work should not
867                  * rely on PI working anyway.
868                  */
869                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
870
871                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
872         }
873
874         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
875
876         if (old_stop) {
877                 /*
878                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
879                  * it can die in pieces.
880                  */
881                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
882         }
883 }
884
885 /*
886  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
887  */
888 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
889 {
890         return p->static_prio;
891 }
892
893 /*
894  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
895  * without taking RT-inheritance into account. Might be
896  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
897  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
898  * estimator recalculates.
899  */
900 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
901 {
902         int prio;
903
904         if (task_has_rt_policy(p))
905                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
906         else
907                 prio = __normal_prio(p);
908         return prio;
909 }
910
911 /*
912  * Calculate the current priority, i.e. the priority
913  * taken into account by the scheduler. This value might
914  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
915  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
916  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
917  */
918 static int effective_prio(struct task_struct *p)
919 {
920         p->normal_prio = normal_prio(p);
921         /*
922          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
923          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
924          * to the normal priority:
925          */
926         if (!rt_prio(p->prio))
927                 return p->normal_prio;
928         return p->prio;
929 }
930
931 /**
932  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
933  * @p: the task in question.
934  */
935 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
936 {
937         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
938 }
939
940 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
941                                        const struct sched_class *prev_class,
942                                        int oldprio)
943 {
944         if (prev_class != p->sched_class) {
945                 if (prev_class->switched_from)
946                         prev_class->switched_from(rq, p);
947                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
948         } else if (oldprio != p->prio)
949                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
950 }
951
952 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
953 {
954         const struct sched_class *class;
955
956         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
957                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
958         } else {
959                 for_each_class(class) {
960                         if (class == rq->curr->sched_class)
961                                 break;
962                         if (class == p->sched_class) {
963                                 resched_task(rq->curr);
964                                 break;
965                         }
966                 }
967         }
968
969         /*
970          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
971          * this case, we can save a useless back to back clock update.
972          */
973         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
974                 rq->skip_clock_update = 1;
975 }
976
977 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
978
979 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
980 {
981         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_SMP
985 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
986 {
987 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
988         /*
989          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
990          * ttwu() will sort out the placement.
991          */
992         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
993                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
994
995 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
996         /*
997          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
998          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
999          *
1000          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1001          * see task_group().
1002          *
1003          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1004          * task_rq_lock().
1005          */
1006         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1007                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1008 #endif
1009 #endif
1010
1011         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1012
1013         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1014                 struct task_migration_notifier tmn;
1015
1016                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1017                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1018                 p->se.nr_migrations++;
1019                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1020
1021                 tmn.task = p;
1022                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
1023                 tmn.to_cpu = new_cpu;
1024
1025                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
1026         }
1027
1028         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1029 }
1030
1031 struct migration_arg {
1032         struct task_struct *task;
1033         int dest_cpu;
1034 };
1035
1036 static int migration_cpu_stop(void *data);
1037
1038 /*
1039  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1040  *
1041  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1042  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1043  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1044  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1045  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1046  * @p has remained unscheduled the whole time.
1047  *
1048  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1049  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1050  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1051  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1052  * waiting to become inactive.
1053  */
1054 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         int running, on_rq;
1058         unsigned long ncsw;
1059         struct rq *rq;
1060
1061         for (;;) {
1062                 /*
1063                  * We do the initial early heuristics without holding
1064                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1065                  * the runqueue lock when things look like they will
1066                  * work out!
1067                  */
1068                 rq = task_rq(p);
1069
1070                 /*
1071                  * If the task is actively running on another CPU
1072                  * still, just relax and busy-wait without holding
1073                  * any locks.
1074                  *
1075                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1076                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1077                  * But we don't care, since "task_running()" will
1078                  * return false if the runqueue has changed and p
1079                  * is actually now running somewhere else!
1080                  */
1081                 while (task_running(rq, p)) {
1082                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1083                                 return 0;
1084                         cpu_relax();
1085                 }
1086
1087                 /*
1088                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1089                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1090                  * just go back and repeat.
1091                  */
1092                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1093                 trace_sched_wait_task(p);
1094                 running = task_running(rq, p);
1095                 on_rq = p->on_rq;
1096                 ncsw = 0;
1097                 if (!match_state || p->state == match_state)
1098                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1099                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1100
1101                 /*
1102                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1103                  */
1104                 if (unlikely(!ncsw))
1105                         break;
1106
1107                 /*
1108                  * Was it really running after all now that we
1109                  * checked with the proper locks actually held?
1110                  *
1111                  * Oops. Go back and try again..
1112                  */
1113                 if (unlikely(running)) {
1114                         cpu_relax();
1115                         continue;
1116                 }
1117
1118                 /*
1119                  * It's not enough that it's not actively running,
1120                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1121                  * preempted!
1122                  *
1123                  * So if it was still runnable (but just not actively
1124                  * running right now), it's preempted, and we should
1125                  * yield - it could be a while.
1126                  */
1127                 if (unlikely(on_rq)) {
1128                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1129
1130                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1131                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1132                         continue;
1133                 }
1134
1135                 /*
1136                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1137                  * runnable, which means that it will never become
1138                  * running in the future either. We're all done!
1139                  */
1140                 break;
1141         }
1142
1143         return ncsw;
1144 }
1145
1146 /***
1147  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1148  * @p: the to-be-kicked thread
1149  *
1150  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1151  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1152  *
1153  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1154  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1155  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1156  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1157  * achieved as well.
1158  */
1159 void kick_process(struct task_struct *p)
1160 {
1161         int cpu;
1162
1163         preempt_disable();
1164         cpu = task_cpu(p);
1165         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1166                 smp_send_reschedule(cpu);
1167         preempt_enable();
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1170 #endif /* CONFIG_SMP */
1171
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173 /*
1174  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1175  */
1176 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1177 {
1178         int nid = cpu_to_node(cpu);
1179         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1180         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1181         int dest_cpu;
1182
1183         /*
1184          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1185          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1186          * select the cpu on the other node.
1187          */
1188         if (nid != -1) {
1189                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1190
1191                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1192                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1193                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1194                                 continue;
1195                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1196                                 continue;
1197                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1198                                 return dest_cpu;
1199                 }
1200         }
1201
1202         for (;;) {
1203                 /* Any allowed, online CPU? */
1204                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1205                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1206                                 continue;
1207                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1208                                 continue;
1209                         goto out;
1210                 }
1211
1212                 switch (state) {
1213                 case cpuset:
1214                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1215                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1216                         state = possible;
1217                         break;
1218
1219                 case possible:
1220                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1221                         state = fail;
1222                         break;
1223
1224                 case fail:
1225                         BUG();
1226                         break;
1227                 }
1228         }
1229
1230 out:
1231         if (state != cpuset) {
1232                 /*
1233                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1234                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1235                  * leave kernel.
1236                  */
1237                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1238                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1239                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1240                 }
1241         }
1242
1243         return dest_cpu;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1248  */
1249 static inline
1250 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1251 {
1252         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1253
1254         /*
1255          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1256          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1257          * cpu.
1258          *
1259          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1260          *
1261          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1262          *   not worry about this generic constraint ]
1263          */
1264         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1265                      !cpu_online(cpu)))
1266                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1267
1268         return cpu;
1269 }
1270
1271 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1272 {
1273         s64 diff = sample - *avg;
1274         *avg += diff >> 3;
1275 }
1276 #endif
1277
1278 static void
1279 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1280 {
1281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1282         struct rq *rq = this_rq();
1283
1284 #ifdef CONFIG_SMP
1285         int this_cpu = smp_processor_id();
1286
1287         if (cpu == this_cpu) {
1288                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1289                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1290         } else {
1291                 struct sched_domain *sd;
1292
1293                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1294                 rcu_read_lock();
1295                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1296                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1297                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1298                                 break;
1299                         }
1300                 }
1301                 rcu_read_unlock();
1302         }
1303
1304         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1305                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1306
1307 #endif /* CONFIG_SMP */
1308
1309         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1310         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1311
1312         if (wake_flags & WF_SYNC)
1313                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1314
1315 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1316 }
1317
1318 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1319 {
1320         activate_task(rq, p, en_flags);
1321         p->on_rq = 1;
1322
1323         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1324         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1325                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1330  */
1331 static void
1332 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1333 {
1334         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1335         trace_sched_wakeup(p, true);
1336
1337         p->state = TASK_RUNNING;
1338 #ifdef CONFIG_SMP
1339         if (p->sched_class->task_woken)
1340                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1341
1342         if (rq->idle_stamp) {
1343                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1344                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1345
1346                 if (delta > max)
1347                         rq->avg_idle = max;
1348                 else
1349                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1350                 rq->idle_stamp = 0;
1351         }
1352 #endif
1353 }
1354
1355 static void
1356 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1357 {
1358 #ifdef CONFIG_SMP
1359         if (p->sched_contributes_to_load)
1360                 rq->nr_uninterruptible--;
1361 #endif
1362
1363         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1364         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1369  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1370  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1371  * the task is still ->on_rq.
1372  */
1373 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1374 {
1375         struct rq *rq;
1376         int ret = 0;
1377
1378         rq = __task_rq_lock(p);
1379         if (p->on_rq) {
1380                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1381                 ret = 1;
1382         }
1383         __task_rq_unlock(rq);
1384
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 #ifdef CONFIG_SMP
1389 static void sched_ttwu_pending(void)
1390 {
1391         struct rq *rq = this_rq();
1392         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1393         struct task_struct *p;
1394
1395         raw_spin_lock(&rq->lock);
1396
1397         while (llist) {
1398                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1399                 llist = llist_next(llist);
1400                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1401         }
1402
1403         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1404 }
1405
1406 void scheduler_ipi(void)
1407 {
1408         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list)
1409                         && !tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id())
1410                         && !got_nohz_idle_kick())
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1415          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1416          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1417          * we do call them.
1418          *
1419          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1420          * properly.
1421          *
1422          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1423          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1424          * somewhat pessimize the simple resched case.
1425          */
1426         irq_enter();
1427         tick_nohz_full_check();
1428         sched_ttwu_pending();
1429
1430         /*
1431          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1432          */
1433         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1434                 this_rq()->idle_balance = 1;
1435                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1436         }
1437         irq_exit();
1438 }
1439
1440 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1441 {
1442         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1443                 smp_send_reschedule(cpu);
1444 }
1445
1446 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1447 {
1448         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1449 }
1450 #endif /* CONFIG_SMP */
1451
1452 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1453 {
1454         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1455
1456 #if defined(CONFIG_SMP)
1457         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1458                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1459                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1460                 return;
1461         }
1462 #endif
1463
1464         raw_spin_lock(&rq->lock);
1465         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1466         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1467 }
1468
1469 /**
1470  * try_to_wake_up - wake up a thread
1471  * @p: the thread to be awakened
1472  * @state: the mask of task states that can be woken
1473  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1474  *
1475  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1476  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1477  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1478  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1479  * runnable without the overhead of this.
1480  *
1481  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1482  * or @state didn't match @p's state.
1483  */
1484 static int
1485 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1486 {
1487         unsigned long flags;
1488         int cpu, success = 0;
1489
1490         smp_wmb();
1491         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1492         if (!(p->state & state))
1493                 goto out;
1494
1495         success = 1; /* we're going to change ->state */
1496         cpu = task_cpu(p);
1497
1498         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1499                 goto stat;
1500
1501 #ifdef CONFIG_SMP
1502         /*
1503          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1504          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1505          */
1506         while (p->on_cpu)
1507                 cpu_relax();
1508         /*
1509          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1510          */
1511         smp_rmb();
1512
1513         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1514         p->state = TASK_WAKING;
1515
1516         if (p->sched_class->task_waking)
1517                 p->sched_class->task_waking(p);
1518
1519         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1520         if (task_cpu(p) != cpu) {
1521                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1522                 set_task_cpu(p, cpu);
1523         }
1524 #endif /* CONFIG_SMP */
1525
1526         ttwu_queue(p, cpu);
1527 stat:
1528         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1529 out:
1530         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1531
1532         return success;
1533 }
1534
1535 /**
1536  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1537  * @p: the thread to be awakened
1538  *
1539  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1540  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1541  * the current task.
1542  */
1543 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1544 {
1545         struct rq *rq = task_rq(p);
1546
1547         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1548             WARN_ON_ONCE(p == current))
1549                 return;
1550
1551         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1552
1553         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1554                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1555                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1556                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1557         }
1558
1559         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1560                 goto out;
1561
1562         if (!p->on_rq)
1563                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1564
1565         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1566         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1567 out:
1568         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1569 }
1570
1571 /**
1572  * wake_up_process - Wake up a specific process
1573  * @p: The process to be woken up.
1574  *
1575  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1576  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1577  * running.
1578  *
1579  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1580  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1581  */
1582 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1583 {
1584         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1585         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1586 }
1587 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1588
1589 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1590 {
1591         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1596  * p is forked by current.
1597  *
1598  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1599  */
1600 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1601 {
1602         p->on_rq                        = 0;
1603
1604         p->se.on_rq                     = 0;
1605         p->se.exec_start                = 0;
1606         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1607         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1608         p->se.nr_migrations             = 0;
1609         p->se.vruntime                  = 0;
1610         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1611
1612 /*
1613  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1614  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1615  * load-balance).
1616  */
1617 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1618         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1619         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1620 #endif
1621 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1622         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1623 #endif
1624
1625         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1626
1627 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1628         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1629 #endif
1630
1631 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1632         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1633                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1634                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1635                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1636         }
1637
1638         p->node_stamp = 0ULL;
1639         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1640         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1641         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1642         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1643 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1644 }
1645
1646 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1647 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1648 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1649 {
1650         if (enabled)
1651                 sched_feat_set("NUMA");
1652         else
1653                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1654 }
1655 #else
1656 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1657
1658 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1659 {
1660         numabalancing_enabled = enabled;
1661 }
1662 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1663 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1664
1665 /*
1666  * fork()/clone()-time setup:
1667  */
1668 void sched_fork(struct task_struct *p)
1669 {
1670         unsigned long flags;
1671         int cpu = get_cpu();
1672
1673         __sched_fork(p);
1674         /*
1675          * We mark the process as running here. This guarantees that
1676          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1677          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1678          */
1679         p->state = TASK_RUNNING;
1680
1681         /*
1682          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1683          */
1684         p->prio = current->normal_prio;
1685
1686         /*
1687          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1688          */
1689         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1690                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1691                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1692                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1693                         p->rt_priority = 0;
1694                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1695                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1696
1697                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1698                 set_load_weight(p);
1699
1700                 /*
1701                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1702                  * fulfilled its duty:
1703                  */
1704                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1705         }
1706
1707         if (!rt_prio(p->prio))
1708                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1709
1710         if (p->sched_class->task_fork)
1711                 p->sched_class->task_fork(p);
1712
1713         /*
1714          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1715          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1716          * is ran before sched_fork().
1717          *
1718          * Silence PROVE_RCU.
1719          */
1720         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1721         set_task_cpu(p, cpu);
1722         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1723
1724 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1725         if (likely(sched_info_on()))
1726                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1727 #endif
1728 #if defined(CONFIG_SMP)
1729         p->on_cpu = 0;
1730 #endif
1731 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1732         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1733         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1734 #endif
1735 #ifdef CONFIG_SMP
1736         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1737 #endif
1738
1739         put_cpu();
1740 }
1741
1742 /*
1743  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1744  *
1745  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1746  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1747  * on the runqueue and wakes it.
1748  */
1749 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1750 {
1751         unsigned long flags;
1752         struct rq *rq;
1753
1754         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1755 #ifdef CONFIG_SMP
1756         /*
1757          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1758          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1759          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1760          */
1761         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1762 #endif
1763
1764         rq = __task_rq_lock(p);
1765         activate_task(rq, p, 0);
1766         p->on_rq = 1;
1767         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1768         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1769 #ifdef CONFIG_SMP
1770         if (p->sched_class->task_woken)
1771                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1772 #endif
1773         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1774 }
1775
1776 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1777
1778 /**
1779  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1780  * @notifier: notifier struct to register
1781  */
1782 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1783 {
1784         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1787
1788 /**
1789  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1790  * @notifier: notifier struct to unregister
1791  *
1792  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1793  */
1794 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1795 {
1796         hlist_del(&notifier->link);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1799
1800 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1801 {
1802         struct preempt_notifier *notifier;
1803
1804         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1805                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1806 }
1807
1808 static void
1809 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1810                                  struct task_struct *next)
1811 {
1812         struct preempt_notifier *notifier;
1813
1814         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1815                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1816 }
1817
1818 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1819
1820 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1821 {
1822 }
1823
1824 static void
1825 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1826                                  struct task_struct *next)
1827 {
1828 }
1829
1830 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1831
1832 /**
1833  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1834  * @rq: the runqueue preparing to switch
1835  * @prev: the current task that is being switched out
1836  * @next: the task we are going to switch to.
1837  *
1838  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1839  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1840  * switch.
1841  *
1842  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1843  * hooks.
1844  */
1845 static inline void
1846 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1847                     struct task_struct *next)
1848 {
1849         trace_sched_switch(prev, next);
1850         sched_info_switch(prev, next);
1851         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1852         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1853         prepare_lock_switch(rq, next);
1854         prepare_arch_switch(next);
1855 }
1856
1857 /**
1858  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1859  * @rq: runqueue associated with task-switch
1860  * @prev: the thread we just switched away from.
1861  *
1862  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1863  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1864  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1865  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1866  *
1867  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1868  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1869  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1870  * details.)
1871  */
1872 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1873         __releases(rq->lock)
1874 {
1875         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1876         long prev_state;
1877
1878         rq->prev_mm = NULL;
1879
1880         /*
1881          * A task struct has one reference for the use as "current".
1882          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1883          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1884          * the scheduled task must drop that reference.
1885          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1886          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1887          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1888          * be dropped twice.
1889          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1890          */
1891         prev_state = prev->state;
1892         vtime_task_switch(prev);
1893         finish_arch_switch(prev);
1894         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1895         finish_lock_switch(rq, prev);
1896         finish_arch_post_lock_switch();
1897
1898         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1899         if (mm)
1900                 mmdrop(mm);
1901         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1902                 /*
1903                  * Remove function-return probe instances associated with this
1904                  * task and put them back on the free list.
1905                  */
1906                 kprobe_flush_task(prev);
1907                 put_task_struct(prev);
1908         }
1909
1910         tick_nohz_task_switch(current);
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_SMP
1914
1915 /* assumes rq->lock is held */
1916 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1917 {
1918         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1919                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1920 }
1921
1922 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1923 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1924 {
1925         if (rq->post_schedule) {
1926                 unsigned long flags;
1927
1928                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1929                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1930                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1931                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1932
1933                 rq->post_schedule = 0;
1934         }
1935 }
1936
1937 #else
1938
1939 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1940 {
1941 }
1942
1943 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1944 {
1945 }
1946
1947 #endif
1948
1949 /**
1950  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1951  * @prev: the thread we just switched away from.
1952  */
1953 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1954         __releases(rq->lock)
1955 {
1956         struct rq *rq = this_rq();
1957
1958         finish_task_switch(rq, prev);
1959
1960         /*
1961          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1962          * task_switch?
1963          */
1964         post_schedule(rq);
1965
1966 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1967         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1968         preempt_enable();
1969 #endif
1970         if (current->set_child_tid)
1971                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1972 }
1973
1974 /*
1975  * context_switch - switch to the new MM and the new
1976  * thread's register state.
1977  */
1978 static inline void
1979 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1980                struct task_struct *next)
1981 {
1982         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1983
1984         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1985
1986         mm = next->mm;
1987         oldmm = prev->active_mm;
1988         /*
1989          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1990          * combine the page table reload and the switch backend into
1991          * one hypercall.
1992          */
1993         arch_start_context_switch(prev);
1994
1995         if (!mm) {
1996                 next->active_mm = oldmm;
1997                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1998                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1999         } else
2000                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2001
2002         if (!prev->mm) {
2003                 prev->active_mm = NULL;
2004                 rq->prev_mm = oldmm;
2005         }
2006         /*
2007          * Since the runqueue lock will be released by the next
2008          * task (which is an invalid locking op but in the case
2009          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2010          * do an early lockdep release here:
2011          */
2012 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2013         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2014 #endif
2015
2016         context_tracking_task_switch(prev, next);
2017         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2018         switch_to(prev, next, prev);
2019
2020         barrier();
2021         /*
2022          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2023          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2024          * frame will be invalid.
2025          */
2026         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2027 }
2028
2029 /*
2030  * nr_running and nr_context_switches:
2031  *
2032  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2033  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2034  */
2035 unsigned long nr_running(void)
2036 {
2037         unsigned long i, sum = 0;
2038
2039         for_each_online_cpu(i)
2040                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2041
2042         return sum;
2043 }
2044
2045 unsigned long long nr_context_switches(void)
2046 {
2047         int i;
2048         unsigned long long sum = 0;
2049
2050         for_each_possible_cpu(i)
2051                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2052
2053         return sum;
2054 }
2055
2056 unsigned long nr_iowait(void)
2057 {
2058         unsigned long i, sum = 0;
2059
2060         for_each_possible_cpu(i)
2061                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2062
2063         return sum;
2064 }
2065
2066 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2067 {
2068         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2069         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2070 }
2071
2072 unsigned long this_cpu_load(void)
2073 {
2074         struct rq *this = this_rq();
2075         return this->cpu_load[0];
2076 }
2077
2078 u64 nr_running_integral(unsigned int cpu)
2079 {
2080         unsigned int seqcnt;
2081         u64 integral;
2082         struct rq *q;
2083
2084         if (cpu >= nr_cpu_ids)
2085                 return 0;
2086
2087         q = cpu_rq(cpu);
2088
2089         /*
2090          * Update average to avoid reading stalled value if there were
2091          * no run-queue changes for a long time. On the other hand if
2092          * the changes are happening right now, just read current value
2093          * directly.
2094          */
2095
2096         seqcnt = read_seqcount_begin(&q->ave_seqcnt);
2097         integral = do_nr_running_integral(q);
2098         if (read_seqcount_retry(&q->ave_seqcnt, seqcnt)) {
2099                 read_seqcount_begin(&q->ave_seqcnt);
2100                 integral = q->nr_running_integral;
2101         }
2102
2103         return integral;
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Global load-average calculations
2108  *
2109  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2110  * in order to minimize overhead.
2111  *
2112  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2113  * nr_uninterruptible.
2114  *
2115  * Once every LOAD_FREQ:
2116  *
2117  *   nr_active = 0;
2118  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2119  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2120  *
2121  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2122  *
2123  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2124  *
2125  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2126  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2127  *    to calculating nr_active.
2128  *
2129  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2130  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2131  *
2132  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2133  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2134  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2135  *
2136  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2137  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2138  *    cpu to have completed this task.
2139  *
2140  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2141  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2142  *
2143  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2144  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2145  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2146  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2147  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2148  *    all cpus yields the correct result.
2149  *
2150  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2151  */
2152
2153 /* Variables and functions for calc_load */
2154 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2155 static unsigned long calc_load_update;
2156 unsigned long avenrun[3];
2157 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2158
2159 /**
2160  * get_avenrun - get the load average array
2161  * @loads:      pointer to dest load array
2162  * @offset:     offset to add
2163  * @shift:      shift count to shift the result left
2164  *
2165  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2166  */
2167 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2168 {
2169         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2170         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2171         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2172 }
2173
2174 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2175 {
2176         long nr_active, delta = 0;
2177
2178         nr_active = this_rq->nr_running;
2179         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2180
2181         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2182                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2183                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2184         }
2185
2186         return delta;
2187 }
2188
2189 /*
2190  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2191  */
2192 static unsigned long
2193 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2194 {
2195         load *= exp;
2196         load += active * (FIXED_1 - exp);
2197         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2198         return load >> FSHIFT;
2199 }
2200
2201 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2202 /*
2203  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2204  *
2205  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2206  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2207  * NO_HZ.
2208  *
2209  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2210  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2211  * when we read the global state.
2212  *
2213  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2214  *
2215  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2216  *    contribution, causing under-accounting.
2217  *
2218  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2219  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2220  *
2221  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2222  *
2223  *        0s            5s            10s           15s
2224  *          +10           +10           +10           +10
2225  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2226  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2227  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2228  *
2229  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2230  *    accumlating the new one.
2231  *
2232  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2233  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2234  *    busy state.
2235  *
2236  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2237  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2238  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2239  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2240  *    LOAD_FREQ intervals.
2241  *
2242  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2243  */
2244 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2245 static int calc_load_idx;
2246
2247 static inline int calc_load_write_idx(void)
2248 {
2249         int idx = calc_load_idx;
2250
2251         /*
2252          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2253          * need to observe the new update time.
2254          */
2255         smp_rmb();
2256
2257         /*
2258          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2259          * next idle-delta.
2260          */
2261         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2262                 idx++;
2263
2264         return idx & 1;
2265 }
2266
2267 static inline int calc_load_read_idx(void)
2268 {
2269         return calc_load_idx & 1;
2270 }
2271
2272 void calc_load_enter_idle(void)
2273 {
2274         struct rq *this_rq = this_rq();
2275         long delta;
2276
2277         /*
2278          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2279          * into the pending idle delta.
2280          */
2281         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2282         if (delta) {
2283                 int idx = calc_load_write_idx();
2284                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2285         }
2286 }
2287
2288 void calc_load_exit_idle(void)
2289 {
2290         struct rq *this_rq = this_rq();
2291
2292         /*
2293          * If we're still before the sample window, we're done.
2294          */
2295         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2296                 return;
2297
2298         /*
2299          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2300          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2301          * sync up for the next window.
2302          */
2303         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2304         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2305                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2306 }
2307
2308 static long calc_load_fold_idle(void)
2309 {
2310         int idx = calc_load_read_idx();
2311         long delta = 0;
2312
2313         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2314                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2315
2316         return delta;
2317 }
2318
2319 /**
2320  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2321  *
2322  * @x:         base of the power
2323  * @frac_bits: fractional bits of @x
2324  * @n:         power to raise @x to.
2325  *
2326  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2327  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2328  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2329  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2330  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2331  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2332  * vector.
2333  */
2334 static unsigned long
2335 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2336 {
2337         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2338
2339         if (n) for (;;) {
2340                 if (n & 1) {
2341                         result *= x;
2342                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2343                         result >>= frac_bits;
2344                 }
2345                 n >>= 1;
2346                 if (!n)
2347                         break;
2348                 x *= x;
2349                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2350                 x >>= frac_bits;
2351         }
2352
2353         return result;
2354 }
2355
2356 /*
2357  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2358  *
2359  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2360  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2361  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2362  *
2363  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2364  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2365  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2366  *
2367  *  ...
2368  *
2369  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2370  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2371  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2372  *
2373  * [1] application of the geometric series:
2374  *
2375  *              n         1 - x^(n+1)
2376  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2377  *             i=0          1 - x
2378  */
2379 static unsigned long
2380 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2381             unsigned long active, unsigned int n)
2382 {
2383
2384         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2389  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2390  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2391  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2392  *
2393  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2394  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2395  */
2396 static void calc_global_nohz(void)
2397 {
2398         long delta, active, n;
2399
2400         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2401                 /*
2402                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2403                  */
2404                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2405                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2406
2407                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2408                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2409
2410                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2411                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2412                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2413
2414                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2415         }
2416
2417         /*
2418          * Flip the idle index...
2419          *
2420          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2421          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2422          * index, this avoids a double flip messing things up.
2423          */
2424         smp_wmb();
2425         calc_load_idx++;
2426 }
2427 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2428
2429 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2430 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2431
2432 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2433
2434 /*
2435  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2436  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2437  */
2438 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2439 {
2440         long active, delta;
2441
2442         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2443                 return;
2444
2445         /*
2446          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2447          */
2448         delta = calc_load_fold_idle();
2449         if (delta)
2450                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2451
2452         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2453         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2454
2455         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2456         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2457         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2458
2459         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2460
2461         /*
2462          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2463          */
2464         calc_global_nohz();
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2469  * active count.
2470  */
2471 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2472 {
2473         long delta;
2474
2475         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2476                 return;
2477
2478         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2479         if (delta)
2480                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2481
2482         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2483 }
2484
2485 /*
2486  * End of global load-average stuff
2487  */
2488
2489 /*
2490  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2491  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2492  *
2493  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2494  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2495  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2496  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2497  *
2498  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2499  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2500  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2501  *
2502  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2503  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2504  * particular idx is approximated to be zero.
2505  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2506  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2507  * based on 128 point scale.
2508  * Example:
2509  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2510  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2511  *
2512  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2513  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2514  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2515  */
2516 #define DEGRADE_SHIFT           7
2517 static const unsigned char
2518                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2519 static const unsigned char
2520                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2521                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2522                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2523                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2524                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2525                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2526
2527 /*
2528  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2529  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2530  * adding any new load.
2531  */
2532 static unsigned long
2533 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2534 {
2535         int j = 0;
2536
2537         if (!missed_updates)
2538                 return load;
2539
2540         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2541                 return 0;
2542
2543         if (idx == 1)
2544                 return load >> missed_updates;
2545
2546         while (missed_updates) {
2547                 if (missed_updates % 2)
2548                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2549
2550                 missed_updates >>= 1;
2551                 j++;
2552         }
2553         return load;
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2558  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2559  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2560  */
2561 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2562                               unsigned long pending_updates)
2563 {
2564         int i, scale;
2565
2566         this_rq->nr_load_updates++;
2567
2568         /* Update our load: */
2569         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2570         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2571                 unsigned long old_load, new_load;
2572
2573                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2574
2575                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2576                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2577                 new_load = this_load;
2578                 /*
2579                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2580                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2581                  * example.
2582                  */
2583                 if (new_load > old_load)
2584                         new_load += scale - 1;
2585
2586                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2587         }
2588
2589         sched_avg_update(this_rq);
2590 }
2591
2592 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2593 /*
2594  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2595  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2596  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2597  *
2598  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2599  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2600  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2601  * (tick_nohz_idle_exit).
2602  *
2603  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2604  */
2605
2606 /*
2607  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2608  * idle balance.
2609  */
2610 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2611 {
2612         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2613         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2614         unsigned long pending_updates;
2615
2616         /*
2617          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2618          */
2619         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2620                 return;
2621
2622         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2623         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2624
2625         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2626 }
2627
2628 /*
2629  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2630  */
2631 void update_cpu_load_nohz(void)
2632 {
2633         struct rq *this_rq = this_rq();
2634         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2635         unsigned long pending_updates;
2636
2637         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2638                 return;
2639
2640         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2641         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2642         if (pending_updates) {
2643                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2644                 /*
2645                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2646                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2647                  */
2648                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2649         }
2650         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2651 }
2652 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2653
2654 /*
2655  * Called from scheduler_tick()
2656  */
2657 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2658 {
2659         /*
2660          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2661          */
2662         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2663         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2664
2665         calc_load_account_active(this_rq);
2666 }
2667
2668 #ifdef CONFIG_SMP
2669
2670 /*
2671  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2672  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2673  */
2674 void sched_exec(void)
2675 {
2676         struct task_struct *p = current;
2677         unsigned long flags;
2678         int dest_cpu;
2679
2680         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2681         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2682         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2683                 goto unlock;
2684
2685         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2686                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2687
2688                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2689                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2690                 return;
2691         }
2692 unlock:
2693         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2694 }
2695
2696 #endif
2697
2698 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2699 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2700
2701 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2702 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2703
2704 /*
2705  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2706  * @p in case that task is currently running.
2707  *
2708  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2709  */
2710 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2711 {
2712         u64 ns = 0;
2713
2714         if (task_current(rq, p)) {
2715                 update_rq_clock(rq);
2716                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2717                 if ((s64)ns < 0)
2718                         ns = 0;
2719         }
2720
2721         return ns;
2722 }
2723
2724 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2725 {
2726         unsigned long flags;
2727         struct rq *rq;
2728         u64 ns = 0;
2729
2730         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2731         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2732         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2733
2734         return ns;
2735 }
2736
2737 /*
2738  * Return accounted runtime for the task.
2739  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2740  * pending runtime that have not been accounted yet.
2741  */
2742 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2743 {
2744         unsigned long flags;
2745         struct rq *rq;
2746         u64 ns = 0;
2747
2748         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2749         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2750         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2751
2752         return ns;
2753 }
2754
2755 /*
2756  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2757  * We call it with interrupts disabled.
2758  */
2759 void scheduler_tick(void)
2760 {
2761         int cpu = smp_processor_id();
2762         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2763         struct task_struct *curr = rq->curr;
2764
2765         sched_clock_tick();
2766
2767         raw_spin_lock(&rq->lock);
2768         update_rq_clock(rq);
2769         update_cpu_load_active(rq);
2770         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2771         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2772
2773         perf_event_task_tick();
2774
2775 #ifdef CONFIG_SMP
2776         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2777         trigger_load_balance(rq, cpu);
2778 #endif
2779         rq_last_tick_reset(rq);
2780 }
2781
2782 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2783 /**
2784  * scheduler_tick_max_deferment
2785  *
2786  * Keep at least one tick per second when a single
2787  * active task is running because the scheduler doesn't
2788  * yet completely support full dynticks environment.
2789  *
2790  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2791  * balancing, etc... continue to move forward, even
2792  * with a very low granularity.
2793  */
2794 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2795 {
2796         struct rq *rq = this_rq();
2797         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2798
2799         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2800
2801         if (time_before_eq(next, now))
2802                 return 0;
2803
2804         return jiffies_to_usecs(next - now) * NSEC_PER_USEC;
2805 }
2806 #endif
2807
2808 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2809 {
2810         if (in_lock_functions(addr)) {
2811                 addr = CALLER_ADDR2;
2812                 if (in_lock_functions(addr))
2813                         addr = CALLER_ADDR3;
2814         }
2815         return addr;
2816 }
2817
2818 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2819                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2820
2821 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2822 {
2823 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2824         /*
2825          * Underflow?
2826          */
2827         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2828                 return;
2829 #endif
2830         preempt_count() += val;
2831 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2832         /*
2833          * Spinlock count overflowing soon?
2834          */
2835         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2836                                 PREEMPT_MASK - 10);
2837 #endif
2838         if (preempt_count() == val)
2839                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2840 }
2841 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2842
2843 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2844 {
2845 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2846         /*
2847          * Underflow?
2848          */
2849         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2850                 return;
2851         /*
2852          * Is the spinlock portion underflowing?
2853          */
2854         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2855                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2856                 return;
2857 #endif
2858
2859         if (preempt_count() == val)
2860                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2861         preempt_count() -= val;
2862 }
2863 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2864
2865 #endif
2866
2867 /*
2868  * Print scheduling while atomic bug:
2869  */
2870 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2871 {
2872         if (oops_in_progress)
2873                 return;
2874
2875         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2876                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2877
2878         debug_show_held_locks(prev);
2879         print_modules();
2880         if (irqs_disabled())
2881                 print_irqtrace_events(prev);
2882         dump_stack();
2883         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2888  */
2889 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2890 {
2891         /*
2892          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2893          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2894          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2895          */
2896         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2897                 __schedule_bug(prev);
2898         rcu_sleep_check();
2899
2900         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2901
2902         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2903 }
2904
2905 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2906 {
2907         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2908                 update_rq_clock(rq);
2909         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Pick up the highest-prio task:
2914  */
2915 static inline struct task_struct *
2916 pick_next_task(struct rq *rq)
2917 {
2918         const struct sched_class *class;
2919         struct task_struct *p;
2920
2921         /*
2922          * Optimization: we know that if all tasks are in
2923          * the fair class we can call that function directly:
2924          */
2925         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2926                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2927                 if (likely(p))
2928                         return p;
2929         }
2930
2931         for_each_class(class) {
2932                 p = class->pick_next_task(rq);
2933                 if (p)
2934                         return p;
2935         }
2936
2937         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2938 }
2939
2940 /*
2941  * __schedule() is the main scheduler function.
2942  *
2943  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2944  *
2945  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2946  *
2947  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2948  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2949  *
2950  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2951  *      interrupt handler scheduler_tick().
2952  *
2953  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2954  *      task to the run-queue and that's it.
2955  *
2956  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2957  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2958  *      called on the nearest possible occasion:
2959  *
2960  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2961  *
2962  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2963  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2964  *           spin_unlock()!)
2965  *
2966  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2967  *           preemptible context
2968  *
2969  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2970  *         then at the next:
2971  *
2972  *          - cond_resched() call
2973  *          - explicit schedule() call
2974  *          - return from syscall or exception to user-space
2975  *          - return from interrupt-handler to user-space
2976  */
2977 static void __sched __schedule(void)
2978 {
2979         struct task_struct *prev, *next;
2980         unsigned long *switch_count;
2981         struct rq *rq;
2982         int cpu;
2983
2984 need_resched:
2985         preempt_disable();
2986         cpu = smp_processor_id();
2987         rq = cpu_rq(cpu);
2988         rcu_note_context_switch(cpu);
2989         prev = rq->curr;
2990
2991         schedule_debug(prev);
2992
2993         if (sched_feat(HRTICK))
2994                 hrtick_clear(rq);
2995
2996         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2997
2998         switch_count = &prev->nivcsw;
2999         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3000                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3001                         prev->state = TASK_RUNNING;
3002                 } else {
3003                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3004                         prev->on_rq = 0;
3005
3006                         /*
3007                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3008                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3009                          * concurrency.
3010                          */
3011                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3012                                 struct task_struct *to_wakeup;
3013
3014                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3015                                 if (to_wakeup)
3016                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3017                         }
3018                 }
3019                 switch_count = &prev->nvcsw;
3020         }
3021
3022         pre_schedule(rq, prev);
3023
3024         if (unlikely(!rq->nr_running))
3025                 idle_balance(cpu, rq);
3026
3027         put_prev_task(rq, prev);
3028         next = pick_next_task(rq);
3029         clear_tsk_need_resched(prev);
3030         rq->skip_clock_update = 0;
3031
3032         if (likely(prev != next)) {
3033                 rq->nr_switches++;
3034                 rq->curr = next;
3035                 ++*switch_count;
3036
3037                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3038                 /*
3039                  * The context switch have flipped the stack from under us
3040                  * and restored the local variables which were saved when
3041                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3042                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3043                  */
3044                 cpu = smp_processor_id();
3045                 rq = cpu_rq(cpu);
3046         } else
3047                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3048
3049         post_schedule(rq);
3050
3051         sched_preempt_enable_no_resched();
3052         if (need_resched())
3053                 goto need_resched;
3054 }
3055
3056 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3057 {
3058         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3059                 return;
3060         /*
3061          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3062          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3063          */
3064         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3065                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3066 }
3067
3068 asmlinkage void __sched schedule(void)
3069 {
3070         struct task_struct *tsk = current;
3071
3072         sched_submit_work(tsk);
3073         __schedule();
3074 }
3075 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3076
3077 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3078 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
3079 {
3080         /*
3081          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3082          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3083          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3084          * we find a better solution.
3085          */
3086         user_exit();
3087         schedule();
3088         user_enter();
3089 }
3090 #endif
3091
3092 /**
3093  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3094  *
3095  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3096  */
3097 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3098 {
3099         sched_preempt_enable_no_resched();
3100         schedule();
3101         preempt_disable();
3102 }
3103
3104 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3105 /*
3106  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3107  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3108  * occur there and call schedule directly.
3109  */
3110 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3111 {
3112         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3113
3114         /*
3115          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3116          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3117          */
3118         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3119                 return;
3120
3121         do {
3122                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3123                 __schedule();
3124                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3125
3126                 /*
3127                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3128                  * between schedule and now.
3129                  */
3130                 barrier();
3131         } while (need_resched());
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3134
3135 /*
3136  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3137  * off of irq context.
3138  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3139  * protect us against recursive calling from irq.
3140  */
3141 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3142 {
3143         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3144         enum ctx_state prev_state;
3145
3146         /* Catch callers which need to be fixed */
3147         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3148
3149         prev_state = exception_enter();
3150
3151         do {
3152                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3153                 local_irq_enable();
3154                 __schedule();
3155                 local_irq_disable();
3156                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3157
3158                 /*
3159                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3160                  * between schedule and now.
3161                  */
3162                 barrier();
3163         } while (need_resched());
3164
3165         exception_exit(prev_state);
3166 }
3167
3168 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3169
3170 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3171                           void *key)
3172 {
3173         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3174 }
3175 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3176
3177 /*
3178  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3179  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3180  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3181  *
3182  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3183  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3184  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3185  */
3186 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3187                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3188 {
3189         wait_queue_t *curr, *next;
3190
3191         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3192                 unsigned flags = curr->flags;
3193
3194                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3195                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3196                         break;
3197         }
3198 }
3199
3200 /**
3201  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3202  * @q: the waitqueue
3203  * @mode: which threads
3204  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3205  * @key: is directly passed to the wakeup function
3206  *
3207  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3208  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3209  */
3210 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3211                         int nr_exclusive, void *key)
3212 {
3213         unsigned long flags;
3214
3215         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3216         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3217         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3218 }
3219 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3220
3221 /*
3222  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3223  */
3224 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3225 {
3226         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3227 }
3228 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3229
3230 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3231 {
3232         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3233 }
3234 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3235
3236 /**
3237  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3238  * @q: the waitqueue
3239  * @mode: which threads
3240  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3241  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3242  *
3243  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3244  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3245  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3246  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3247  *
3248  * On UP it can prevent extra preemption.
3249  *
3250  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3251  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3252  */
3253 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3254                         int nr_exclusive, void *key)
3255 {
3256         unsigned long flags;
3257         int wake_flags = WF_SYNC;
3258
3259         if (unlikely(!q))
3260                 return;
3261
3262         if (unlikely(!nr_exclusive))
3263                 wake_flags = 0;
3264
3265         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3266         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3267         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3268 }
3269 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3270
3271 /*
3272  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3273  */
3274 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3275 {
3276         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3277 }
3278 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3279
3280 /**
3281  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3282  * @x:  holds the state of this particular completion
3283  *
3284  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3285  * awakened in the same order in which they were queued.
3286  *
3287  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3288  *
3289  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3290  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3291  */
3292 void complete(struct completion *x)
3293 {
3294         unsigned long flags;
3295
3296         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3297         x->done++;
3298         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3299         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL(complete);
3302
3303 /**
3304  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3305  * @x:  holds the state of this particular completion
3306  *
3307  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3308  *
3309  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3310  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3311  */
3312 void complete_all(struct completion *x)
3313 {
3314         unsigned long flags;
3315
3316         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3317         x->done += UINT_MAX/2;
3318         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3319         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3320 }
3321 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3322
3323 static inline long __sched
3324 do_wait_for_common(struct completion *x,
3325                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3326 {
3327         if (!x->done) {
3328                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3329
3330                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3331                 do {
3332                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3333                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3334                                 break;
3335                         }
3336                         __set_current_state(state);
3337                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3338                         timeout = action(timeout);
3339                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3340                 } while (!x->done && timeout);
3341                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3342                 if (!x->done)
3343                         return timeout;
3344         }
3345         x->done--;
3346         return timeout ?: 1;
3347 }
3348
3349 static inline long __sched
3350 __wait_for_common(struct completion *x,
3351                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3352 {
3353         might_sleep();
3354
3355         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3356         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3357         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3358         return timeout;
3359 }
3360
3361 static long __sched
3362 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3363 {
3364         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3365 }
3366
3367 static long __sched
3368 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3369 {
3370         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3371 }
3372
3373 /**
3374  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3375  * @x:  holds the state of this particular completion
3376  *
3377  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3378  * interruptible and there is no timeout.
3379  *
3380  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3381  * and interrupt capability. Also see complete().
3382  */
3383 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3384 {
3385         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3386 }
3387 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3388
3389 /**
3390  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3391  * @x:  holds the state of this particular completion
3392  * @timeout:  timeout value in jiffies
3393  *
3394  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3395  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3396  * interruptible.
3397  *
3398  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3399  * jiffies left till timeout) if completed.
3400  */
3401 unsigned long __sched
3402 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3403 {
3404         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3405 }
3406 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3407
3408 /**
3409  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3410  * @x:  holds the state of this particular completion
3411  *
3412  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3413  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3414  * for IO.
3415  */
3416 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3417 {
3418         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3419 }
3420 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3421
3422 /**
3423  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3424  * @x:  holds the state of this particular completion
3425  * @timeout:  timeout value in jiffies
3426  *
3427  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3428  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3429  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3430  *
3431  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3432  * jiffies left till timeout) if completed.
3433  */
3434 unsigned long __sched
3435 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3436 {
3437         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3438 }
3439 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3440
3441 /**
3442  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3443  * @x:  holds the state of this particular completion
3444  *
3445  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3446  * interruptible.
3447  *
3448  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3449  */
3450 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3451 {
3452         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3453         if (t == -ERESTARTSYS)
3454                 return t;
3455         return 0;
3456 }
3457 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3458
3459 /**
3460  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3461  * @x:  holds the state of this particular completion
3462  * @timeout:  timeout value in jiffies
3463  *
3464  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3465  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3466  *
3467  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3468  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3469  */
3470 long __sched
3471 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3472                                           unsigned long timeout)
3473 {
3474         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3475 }
3476 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3477
3478 /**
3479  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3480  * @x:  holds the state of this particular completion
3481  *
3482  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3483  * interrupted by a kill signal.
3484  *
3485  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3486  */
3487 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3488 {
3489         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3490         if (t == -ERESTARTSYS)
3491                 return t;
3492         return 0;
3493 }
3494 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3495
3496 /**
3497  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3498  * @x:  holds the state of this particular completion
3499  * @timeout:  timeout value in jiffies
3500  *
3501  * This waits for either a completion of a specific task to be
3502  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3503  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3504  *
3505  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3506  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3507  */
3508 long __sched
3509 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3510                                      unsigned long timeout)
3511 {
3512         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3515
3516 /**
3517  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3518  *      @x:     completion structure
3519  *
3520  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3521  *               1 if a decrement succeeded.
3522  *
3523  *      If a completion is being used as a counting completion,
3524  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3525  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3526  *      is protecting is not available.
3527  */
3528 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3529 {
3530         unsigned long flags;
3531         int ret = 1;
3532
3533         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3534         if (!x->done)
3535                 ret = 0;
3536         else
3537                 x->done--;
3538         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3539         return ret;
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3542
3543 /**
3544  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3545  *      @x:     completion structure
3546  *
3547  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3548  *               1 if there are no waiters.
3549  *
3550  */
3551 bool completion_done(struct completion *x)
3552 {
3553         unsigned long flags;
3554         int ret = 1;
3555
3556         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3557         if (!x->done)
3558                 ret = 0;
3559         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3560         return ret;
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3563
3564 static long __sched
3565 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3566 {
3567         unsigned long flags;
3568         wait_queue_t wait;
3569
3570         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3571
3572         __set_current_state(state);
3573
3574         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3575         __add_wait_queue(q, &wait);
3576         spin_unlock(&q->lock);
3577         timeout = schedule_timeout(timeout);
3578         spin_lock_irq(&q->lock);
3579         __remove_wait_queue(q, &wait);
3580         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3581
3582         return timeout;
3583 }
3584
3585 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3586 {
3587         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3588 }
3589 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3590
3591 long __sched
3592 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3593 {
3594         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3597
3598 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3599 {
3600         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3603
3604 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3605 {
3606         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3607 }
3608 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3609
3610 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3611
3612 /*
3613  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3614  * @p: task
3615  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3616  *
3617  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3618  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3619  *
3620  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3621  */
3622 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3623 {
3624         int oldprio, on_rq, running;
3625         struct rq *rq;
3626         const struct sched_class *prev_class;
3627
3628         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3629
3630         rq = __task_rq_lock(p);
3631
3632         /*
3633          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3634          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3635          *
3636          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3637          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3638          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3639          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3640          * with interrupts disabled and will complete the lock
3641          * protected section without being interrupted. So there is no
3642          * real need to boost.
3643          */
3644         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3645                 WARN_ON(p != rq->curr);
3646                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3647                 goto out_unlock;
3648         }
3649
3650         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3651         oldprio = p->prio;
3652         prev_class = p->sched_class;
3653         on_rq = p->on_rq;
3654         running = task_current(rq, p);
3655         if (on_rq)
3656                 dequeue_task(rq, p, 0);
3657         if (running)
3658                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3659
3660         if (rt_prio(prio))
3661                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3662         else
3663                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3664
3665         p->prio = prio;
3666
3667         if (running)
3668                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3669         if (on_rq)
3670                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3671
3672         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3673 out_unlock:
3674         __task_rq_unlock(rq);
3675 }
3676 #endif
3677 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3678 {
3679         int old_prio, delta, on_rq;
3680         unsigned long flags;
3681         struct rq *rq;
3682
3683         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3684                 return;
3685         /*
3686          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3687          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3688          */
3689         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3690         /*
3691          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3692          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3693          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3694          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3695          */
3696         if (task_has_rt_policy(p)) {
3697                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3698                 goto out_unlock;
3699         }
3700         on_rq = p->on_rq;
3701         if (on_rq)
3702                 dequeue_task(rq, p, 0);
3703
3704         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3705         set_load_weight(p);
3706         old_prio = p->prio;
3707         p->prio = effective_prio(p);
3708         delta = p->prio - old_prio;
3709
3710         if (on_rq) {
3711                 enqueue_task(rq, p, 0);
3712                 /*
3713                  * If the task increased its priority or is running and
3714                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3715                  */
3716                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3717                         resched_task(rq->curr);
3718         }
3719 out_unlock:
3720         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3723
3724 /*
3725  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3726  * @p: task
3727  * @nice: nice value
3728  */
3729 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3730 {
3731         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3732         int nice_rlim = 20 - nice;
3733
3734         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3735                 capable(CAP_SYS_NICE));
3736 }
3737
3738 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3739
3740 /*
3741  * sys_nice - change the priority of the current process.
3742  * @increment: priority increment
3743  *
3744  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3745  * does similar things.
3746  */
3747 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3748 {
3749         long nice, retval;
3750
3751         /*
3752          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3753          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3754          * and we have a single winner.
3755          */
3756         if (increment < -40)
3757                 increment = -40;
3758         if (increment > 40)
3759                 increment = 40;
3760
3761         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3762         if (nice < -20)
3763                 nice = -20;
3764         if (nice > 19)
3765                 nice = 19;
3766
3767         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3768                 return -EPERM;
3769
3770         retval = security_task_setnice(current, nice);
3771         if (retval)
3772                 return retval;
3773
3774         set_user_nice(current, nice);
3775         return 0;
3776 }
3777
3778 #endif
3779
3780 /**
3781  * task_prio - return the priority value of a given task.
3782  * @p: the task in question.
3783  *
3784  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3785  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3786  * around 0, value goes from -16 to +15.
3787  */
3788 int task_prio(const struct task_struct *p)
3789 {
3790         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3791 }
3792
3793 /**
3794  * task_nice - return the nice value of a given task.
3795  * @p: the task in question.
3796  */
3797 int task_nice(const struct task_struct *p)
3798 {
3799         return TASK_NICE(p);
3800 }
3801 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3802
3803 /**
3804  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3805  * @cpu: the processor in question.
3806  */
3807 int idle_cpu(int cpu)
3808 {
3809         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3810
3811         if (rq->curr != rq->idle)
3812                 return 0;
3813
3814         if (rq->nr_running)
3815                 return 0;
3816
3817 #ifdef CONFIG_SMP
3818         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3819                 return 0;
3820 #endif
3821
3822         return 1;
3823 }
3824
3825 /**
3826  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3827  * @cpu: the processor in question.
3828  */
3829 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3830 {
3831         return cpu_rq(cpu)->idle;
3832 }
3833
3834 /**
3835  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3836  * @pid: the pid in question.
3837  */
3838 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3839 {
3840         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3841 }
3842
3843 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3844 static void
3845 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3846 {
3847         p->policy = policy;
3848         p->rt_priority = prio;
3849         p->normal_prio = normal_prio(p);
3850         /* we are holding p->pi_lock already */
3851         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3852         if (rt_prio(p->prio))
3853                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3854         else
3855                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3856         set_load_weight(p);
3857 }
3858
3859 /*
3860  * check the target process has a UID that matches the current process's
3861  */
3862 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3863 {
3864         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3865         bool match;
3866
3867         rcu_read_lock();
3868         pcred = __task_cred(p);
3869         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3870                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3871         rcu_read_unlock();
3872         return match;
3873 }
3874
3875 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3876                                 const struct sched_param *param, bool user)
3877 {
3878         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3879         unsigned long flags;
3880         const struct sched_class *prev_class;
3881         struct rq *rq;
3882         int reset_on_fork;
3883
3884         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3885         BUG_ON(in_interrupt());
3886 recheck:
3887         /* double check policy once rq lock held */
3888         if (policy < 0) {
3889                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3890                 policy = oldpolicy = p->policy;
3891         } else {
3892                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3893                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3894
3895                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3896                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3897                                 policy != SCHED_IDLE)
3898                         return -EINVAL;
3899         }
3900
3901         /*
3902          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3903          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3904          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3905          */
3906         if (param->sched_priority < 0 ||
3907             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3908             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3909                 return -EINVAL;
3910         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3911                 return -EINVAL;
3912
3913         /*
3914          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3915          */
3916         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3917                 if (rt_policy(policy)) {
3918                         unsigned long rlim_rtprio =
3919                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3920
3921                         /* can't set/change the rt policy */
3922                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3923                                 return -EPERM;
3924
3925                         /* can't increase priority */
3926                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3927                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3928                                 return -EPERM;
3929                 }
3930
3931                 /*
3932                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3933                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3934                  */
3935                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3936                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3937                                 return -EPERM;
3938                 }
3939
3940                 /* can't change other user's priorities */
3941                 if (!check_same_owner(p))
3942                         return -EPERM;
3943
3944                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3945                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3946                         return -EPERM;
3947         }
3948
3949         if (user) {
3950                 retval = security_task_setscheduler(p);
3951                 if (retval)
3952                         return retval;
3953         }
3954
3955         /*
3956          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3957          * changing the priority of the task:
3958          *
3959          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3960          * runqueue lock must be held.
3961          */
3962         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3963
3964         /*
3965          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3966          */
3967         if (p == rq->stop) {
3968                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3969                 return -EINVAL;
3970         }
3971
3972         /*
3973          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3974          */
3975         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3976                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3977                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3978                 return 0;
3979         }
3980
3981 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3982         if (user) {
3983                 /*
3984                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3985                  * assigned.
3986                  */
3987                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3988                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3989                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3990                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3991                         return -EPERM;
3992                 }
3993         }
3994 #endif
3995
3996         /* recheck policy now with rq lock held */
3997         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3998                 policy = oldpolicy = -1;
3999                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4000                 goto recheck;
4001         }
4002         on_rq = p->on_rq;
4003         running = task_current(rq, p);
4004         if (on_rq)
4005                 dequeue_task(rq, p, 0);
4006         if (running)
4007                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4008
4009         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4010
4011         oldprio = p->prio;
4012         prev_class = p->sched_class;
4013         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4014
4015         if (running)
4016                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4017         if (on_rq)
4018                 enqueue_task(rq, p, 0);
4019
4020         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4021         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4022
4023         rt_mutex_adjust_pi(p);
4024
4025         return 0;
4026 }
4027
4028 /**
4029  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4030  * @p: the task in question.
4031  * @policy: new policy.
4032  * @param: structure containing the new RT priority.
4033  *
4034  * NOTE that the task may be already dead.
4035  */
4036 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4037                        const struct sched_param *param)
4038 {
4039         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4040 }
4041 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4042
4043 /**
4044  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4045  * @p: the task in question.
4046  * @policy: new policy.
4047  * @param: structure containing the new RT priority.
4048  *
4049  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4050  * current context has permission.  For example, this is needed in
4051  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4052  * but our caller might not have that capability.
4053  */
4054 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4055                                const struct sched_param *param)
4056 {
4057         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4058 }
4059
4060 static int
4061 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4062 {
4063         struct sched_param lparam;
4064         struct task_struct *p;
4065         int retval;
4066
4067         if (!param || pid < 0)
4068                 return -EINVAL;
4069         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4070                 return -EFAULT;
4071
4072         rcu_read_lock();
4073         retval = -ESRCH;
4074         p = find_process_by_pid(pid);
4075         if (p != NULL)
4076                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4077         rcu_read_unlock();
4078
4079         return retval;
4080 }
4081
4082 /**
4083  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4084  * @pid: the pid in question.
4085  * @policy: new policy.
4086  * @param: structure containing the new RT priority.
4087  */
4088 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4089                 struct sched_param __user *, param)
4090 {
4091         /* negative values for policy are not valid */
4092         if (policy < 0)
4093                 return -EINVAL;
4094
4095         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4096 }
4097
4098 /**
4099  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4100  * @pid: the pid in question.
4101  * @param: structure containing the new RT priority.
4102  */
4103 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4104 {
4105         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4106 }
4107
4108 /**
4109  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4110  * @pid: the pid in question.
4111  */
4112 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4113 {
4114         struct task_struct *p;
4115         int retval;
4116
4117         if (pid < 0)
4118                 return -EINVAL;
4119
4120         retval = -ESRCH;
4121         rcu_read_lock();
4122         p = find_process_by_pid(pid);
4123         if (p) {
4124                 retval = security_task_getscheduler(p);
4125                 if (!retval)
4126                         retval = p->policy
4127                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4128         }
4129         rcu_read_unlock();
4130         return retval;
4131 }
4132
4133 /**
4134  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4135  * @pid: the pid in question.
4136  * @param: structure containing the RT priority.
4137  */
4138 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4139 {
4140         struct sched_param lp;
4141         struct task_struct *p;
4142         int retval;
4143
4144         if (!param || pid < 0)
4145                 return -EINVAL;
4146
4147         rcu_read_lock();
4148         p = find_process_by_pid(pid);
4149         retval = -ESRCH;
4150         if (!p)
4151                 goto out_unlock;
4152
4153         retval = security_task_getscheduler(p);
4154         if (retval)
4155                 goto out_unlock;
4156
4157         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4158         rcu_read_unlock();
4159
4160         /*
4161          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4162          */
4163         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4164
4165         return retval;
4166
4167 out_unlock:
4168         rcu_read_unlock();
4169         return retval;
4170 }
4171
4172 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4173 {
4174         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4175         struct task_struct *p;
4176         int retval;
4177
4178         get_online_cpus();
4179         rcu_read_lock();
4180
4181         p = find_process_by_pid(pid);
4182         if (!p) {
4183                 rcu_read_unlock();
4184                 put_online_cpus();
4185                 return -ESRCH;
4186         }
4187
4188         /* Prevent p going away */
4189         get_task_struct(p);
4190         rcu_read_unlock();
4191
4192         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4193                 retval = -EINVAL;
4194                 goto out_put_task;
4195         }
4196         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4197                 retval = -ENOMEM;
4198                 goto out_put_task;
4199         }
4200         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4201                 retval = -ENOMEM;
4202                 goto out_free_cpus_allowed;
4203         }
4204         retval = -EPERM;
4205         if (!check_same_owner(p)) {
4206                 rcu_read_lock();
4207                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4208                         rcu_read_unlock();
4209                         goto out_unlock;
4210                 }
4211                 rcu_read_unlock();
4212         }
4213
4214         retval = security_task_setscheduler(p);
4215         if (retval)
4216                 goto out_unlock;
4217
4218         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4219         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4220 again:
4221         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4222
4223         if (!retval) {
4224                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4225                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4226                         /*
4227                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4228                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4229                          * cpuset's cpus_allowed
4230                          */
4231                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4232                         goto again;
4233                 }
4234         }
4235 out_unlock:
4236         free_cpumask_var(new_mask);
4237 out_free_cpus_allowed:
4238         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4239 out_put_task:
4240         put_task_struct(p);
4241         put_online_cpus();
4242         return retval;
4243 }
4244
4245 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4246                              struct cpumask *new_mask)
4247 {
4248         if (len < cpumask_size())
4249                 cpumask_clear(new_mask);
4250         else if (len > cpumask_size())
4251                 len = cpumask_size();
4252
4253         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4254 }
4255
4256 /**
4257  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4258  * @pid: pid of the process
4259  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4260  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4261  */
4262 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4263                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4264 {
4265         cpumask_var_t new_mask;
4266         int retval;
4267
4268         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4269                 return -ENOMEM;
4270
4271         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4272         if (retval == 0)
4273                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4274         free_cpumask_var(new_mask);
4275         return retval;
4276 }
4277
4278 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4279 {
4280         struct task_struct *p;
4281         unsigned long flags;
4282         int retval;
4283
4284         get_online_cpus();
4285         rcu_read_lock();
4286
4287         retval = -ESRCH;
4288         p = find_process_by_pid(pid);
4289         if (!p)
4290                 goto out_unlock;
4291
4292         retval = security_task_getscheduler(p);
4293         if (retval)
4294                 goto out_unlock;
4295
4296         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4297         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
4298         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4299
4300 out_unlock:
4301         rcu_read_unlock();
4302         put_online_cpus();
4303
4304         return retval;
4305 }
4306
4307 /**
4308  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4309  * @pid: pid of the process
4310  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4311  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4312  */
4313 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4314                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4315 {
4316         int ret;
4317         cpumask_var_t mask;
4318
4319         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4320                 return -EINVAL;
4321         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4322                 return -EINVAL;
4323
4324         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4325                 return -ENOMEM;
4326
4327         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4328         if (ret == 0) {
4329                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4330
4331                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4332                         ret = -EFAULT;
4333                 else
4334                         ret = retlen;
4335         }
4336         free_cpumask_var(mask);
4337
4338         return ret;
4339 }
4340
4341 /**
4342  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4343  *
4344  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4345  * other threads running on this CPU then this function will return.
4346  */
4347 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4348 {
4349         struct rq *rq = this_rq_lock();
4350
4351         schedstat_inc(rq, yld_count);
4352         current->sched_class->yield_task(rq);
4353
4354         /*
4355          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4356          * no need to preempt or enable interrupts:
4357          */
4358         __release(rq->lock);
4359         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4360         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4361         sched_preempt_enable_no_resched();
4362
4363         schedule();
4364
4365         return 0;
4366 }
4367
4368 static inline int should_resched(void)
4369 {
4370         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
4371 }
4372
4373 static void __cond_resched(void)
4374 {
4375         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4376         __schedule();
4377         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4378 }
4379
4380 int __sched _cond_resched(void)
4381 {
4382         if (should_resched()) {
4383                 __cond_resched();
4384                 return 1;
4385         }
4386         return 0;
4387 }
4388 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4389
4390 /*
4391  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4392  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4393  *
4394  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4395  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4396  * spin_unlock(), once by hand).
4397  */
4398 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4399 {
4400         int resched = should_resched();
4401         int ret = 0;
4402
4403         lockdep_assert_held(lock);
4404
4405         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4406                 spin_unlock(lock);
4407                 if (resched)
4408                         __cond_resched();
4409                 else
4410                         cpu_relax();
4411                 ret = 1;
4412                 spin_lock(lock);
4413         }
4414         return ret;
4415 }
4416 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4417
4418 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4419 {
4420         BUG_ON(!in_softirq());
4421
4422         if (should_resched()) {
4423                 local_bh_enable();
4424                 __cond_resched();
4425                 local_bh_disable();
4426                 return 1;
4427         }
4428         return 0;
4429 }
4430 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4431
4432 /**
4433  * yield - yield the current processor to other threads.
4434  *
4435  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4436  *
4437  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4438  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4439  * it, its already broken.
4440  *
4441  * Typical broken usage is:
4442  *
4443  * while (!event)
4444  *      yield();
4445  *
4446  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4447  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4448  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4449  *
4450  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4451  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4452  * If you still want to use yield(), do not!
4453  */
4454 void __sched yield(void)
4455 {
4456         set_current_state(TASK_RUNNING);
4457         sys_sched_yield();
4458 }
4459 EXPORT_SYMBOL(yield);
4460
4461 /**
4462  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4463  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4464  * processor it's on.
4465  * @p: target task
4466  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4467  *
4468  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4469  * can't go away on us before we can do any checks.
4470  *
4471  * Returns:
4472  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4473  *      false (0) if we failed to boost the target.
4474  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4475  */
4476 bool __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4477 {
4478         struct task_struct *curr = current;
4479         struct rq *rq, *p_rq;
4480         unsigned long flags;
4481         int yielded = 0;
4482
4483         local_irq_save(flags);
4484         rq = this_rq();
4485
4486 again:
4487         p_rq = task_rq(p);
4488         /*
4489          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4490          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4491          */
4492         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4493                 yielded = -ESRCH;
4494                 goto out_irq;
4495         }
4496
4497         double_rq_lock(rq, p_rq);
4498         while (task_rq(p) != p_rq) {
4499                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4500                 goto again;
4501         }
4502
4503         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4504                 goto out_unlock;
4505
4506         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4507                 goto out_unlock;
4508
4509         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4510                 goto out_unlock;
4511
4512         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4513         if (yielded) {
4514                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4515                 /*
4516                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4517                  * fairness.
4518                  */
4519                 if (preempt && rq != p_rq)
4520                         resched_task(p_rq->curr);
4521         }
4522
4523 out_unlock:
4524         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4525 out_irq:
4526         local_irq_restore(flags);
4527
4528         if (yielded > 0)
4529                 schedule();
4530
4531         return yielded;
4532 }
4533 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4534
4535 /*
4536  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4537  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4538  */
4539 void __sched io_schedule(void)
4540 {
4541         struct rq *rq = raw_rq();
4542
4543         delayacct_blkio_start();
4544         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4545         blk_flush_plug(current);
4546         current->in_iowait = 1;
4547         schedule();
4548         current->in_iowait = 0;
4549         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4550         delayacct_blkio_end();
4551 }
4552 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4553
4554 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4555 {
4556         struct rq *rq = raw_rq();
4557         long ret;
4558
4559         delayacct_blkio_start();
4560         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4561         blk_flush_plug(current);
4562         current->in_iowait = 1;
4563         ret = schedule_timeout(timeout);
4564         current->in_iowait = 0;
4565         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4566         delayacct_blkio_end();
4567         return ret;
4568 }
4569
4570 /**
4571  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4572  * @policy: scheduling class.
4573  *
4574  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
4575  * by a given scheduling class.
4576  */
4577 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4578 {
4579         int ret = -EINVAL;
4580
4581         switch (policy) {
4582         case SCHED_FIFO:
4583         case SCHED_RR:
4584                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4585                 break;
4586         case SCHED_NORMAL:
4587         case SCHED_BATCH:
4588         case SCHED_IDLE:
4589                 ret = 0;
4590                 break;
4591         }
4592         return ret;
4593 }
4594
4595 /**
4596  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4597  * @policy: scheduling class.
4598  *
4599  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
4600  * by a given scheduling class.
4601  */
4602 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4603 {
4604         int ret = -EINVAL;
4605
4606         switch (policy) {
4607         case SCHED_FIFO:
4608         case SCHED_RR:
4609                 ret = 1;
4610                 break;
4611         case SCHED_NORMAL:
4612         case SCHED_BATCH:
4613         case SCHED_IDLE:
4614                 ret = 0;
4615         }
4616         return ret;
4617 }
4618
4619 /**
4620  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4621  * @pid: pid of the process.
4622  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4623  *
4624  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4625  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4626  */
4627 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4628                 struct timespec __user *, interval)
4629 {
4630         struct task_struct *p;
4631         unsigned int time_slice;
4632         unsigned long flags;
4633         struct rq *rq;
4634         int retval;
4635         struct timespec t;
4636
4637         if (pid < 0)
4638                 return -EINVAL;
4639
4640         retval = -ESRCH;
4641         rcu_read_lock();
4642         p = find_process_by_pid(pid);
4643         if (!p)
4644                 goto out_unlock;
4645
4646         retval = security_task_getscheduler(p);
4647         if (retval)
4648                 goto out_unlock;
4649
4650         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4651         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4652         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4653
4654         rcu_read_unlock();
4655         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4656         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4657         return retval;
4658
4659 out_unlock:
4660         rcu_read_unlock();
4661         return retval;
4662 }
4663
4664 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4665
4666 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4667 {
4668         unsigned long free = 0;
4669         int ppid;
4670         unsigned state;
4671
4672         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4673         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4674                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4675 #if BITS_PER_LONG == 32
4676         if (state == TASK_RUNNING)
4677                 printk(KERN_CONT " running  ");
4678         else
4679                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4680 #else
4681         if (state == TASK_RUNNING)
4682                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4683         else
4684                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4685 #endif
4686 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4687         free = stack_not_used(p);
4688 #endif
4689         rcu_read_lock();
4690         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4691         rcu_read_unlock();
4692         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4693                 task_pid_nr(p), ppid,
4694                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4695
4696         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4697         show_stack(p, NULL);
4698 }
4699
4700 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4701 {
4702         struct task_struct *g, *p;
4703
4704 #if BITS_PER_LONG == 32
4705         printk(KERN_INFO
4706                 "  task                PC stack   pid father\n");
4707 #else
4708         printk(KERN_INFO
4709                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4710 #endif
4711         rcu_read_lock();
4712         do_each_thread(g, p) {
4713                 /*
4714                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4715                  * console might take a lot of time:
4716                  */
4717                 touch_nmi_watchdog();
4718                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4719                         sched_show_task(p);
4720         } while_each_thread(g, p);
4721
4722         touch_all_softlockup_watchdogs();
4723
4724 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4725         sysrq_sched_debug_show();
4726 #endif
4727         rcu_read_unlock();
4728         /*
4729          * Only show locks if all tasks are dumped:
4730          */
4731         if (!state_filter)
4732                 debug_show_all_locks();
4733 }
4734
4735 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4736 {
4737         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4738 }
4739
4740 /**
4741  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4742  * @idle: task in question
4743  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4744  *
4745  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4746  * flag, to make booting more robust.
4747  */
4748 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4749 {
4750         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4751         unsigned long flags;
4752
4753         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4754
4755         __sched_fork(idle);
4756         idle->state = TASK_RUNNING;
4757         idle->se.exec_start = sched_clock();
4758
4759         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4760         /*
4761          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4762          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4763          * lockdep check in task_group() will fail.
4764          *
4765          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4766          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4767          *
4768          * Silence PROVE_RCU
4769          */
4770         rcu_read_lock();
4771         __set_task_cpu(idle, cpu);
4772         rcu_read_unlock();
4773
4774         rq->curr = rq->idle = idle;
4775 #if defined(CONFIG_SMP)
4776         idle->on_cpu = 1;
4777 #endif
4778         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4779
4780         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4781         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
4782
4783         /*
4784          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4785          */
4786         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4787         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4788         vtime_init_idle(idle, cpu);
4789 #if defined(CONFIG_SMP)
4790         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4791 #endif
4792 }
4793
4794 #ifdef CONFIG_SMP
4795 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4796 {
4797         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4798                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4799
4800         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4801         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4802 }
4803
4804 /*
4805  * This is how migration works:
4806  *
4807  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4808  *    stop_one_cpu().
4809  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4810  *    off the CPU)
4811  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4812  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4813  *    it and puts it into the right queue.
4814  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4815  *    is done.
4816  */
4817
4818 /*
4819  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4820  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4821  * is removed from the allowed bitmask.
4822  *
4823  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4824  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4825  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4826  */
4827 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4828 {
4829         unsigned long flags;
4830         struct rq *rq;
4831         unsigned int dest_cpu;
4832         int ret = 0;
4833
4834         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4835
4836         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4837                 goto out;
4838
4839         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4840                 ret = -EINVAL;
4841                 goto out;
4842         }
4843
4844         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4845
4846         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4847         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4848                 goto out;
4849
4850         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4851         if (p->on_rq) {
4852                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4853                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4854                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4855                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4856                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4857                 return 0;
4858         }
4859 out:
4860         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4861
4862         return ret;
4863 }
4864 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4865
4866 /*
4867  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4868  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4869  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4870  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4871  *
4872  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4873  * as the task is no longer on this CPU.
4874  *
4875  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4876  */
4877 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4878 {
4879         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4880         int ret = 0;
4881
4882         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4883                 return ret;
4884
4885         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4886         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4887
4888         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4889         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4890         /* Already moved. */
4891         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4892                 goto done;
4893         /* Affinity changed (again). */
4894         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4895                 goto fail;
4896
4897         /*
4898          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4899          * placed properly.
4900          */
4901         if (p->on_rq) {
4902                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4903                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4904                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4905                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4906         }
4907 done:
4908         ret = 1;
4909 fail:
4910         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4911         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4912         return ret;
4913 }
4914
4915 /*
4916  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4917  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4918  * 'pushing' onto another runqueue.
4919  */
4920 static int migration_cpu_stop(void *data)
4921 {
4922         struct migration_arg *arg = data;
4923
4924         /*
4925          * The original target cpu might have gone down and we might
4926          * be on another cpu but it doesn't matter.
4927          */
4928         local_irq_disable();
4929         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4930         local_irq_enable();
4931         return 0;
4932 }
4933
4934 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4935
4936 /*
4937  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4938  * offline.
4939  */
4940 void idle_task_exit(void)
4941 {
4942         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4943
4944         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4945
4946         if (mm != &init_mm)
4947                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4948         mmdrop(mm);
4949 }
4950
4951 /*
4952  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4953  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4954  * nr_active count is stable.
4955  *
4956  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4957  */
4958 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4959 {
4960         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4961         if (delta)
4962                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4963 }
4964
4965 /*
4966  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4967  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4968  *
4969  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4970  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4971  * because of lock validation efforts.
4972  */
4973 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4974 {
4975         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4976         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4977         int dest_cpu;
4978
4979         /*
4980          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4981          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4982          *
4983          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4984          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4985          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4986          * done here.
4987          */
4988         rq->stop = NULL;
4989
4990         for ( ; ; ) {
4991                 /*
4992                  * There's this thread running, bail when that's the only
4993                  * remaining thread.
4994                  */
4995                 if (rq->nr_running == 1)
4996                         break;
4997
4998                 next = pick_next_task(rq);
4999                 BUG_ON(!next);
5000                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5001
5002                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5003                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
5004                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5005
5006                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
5007
5008                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5009         }
5010
5011         rq->stop = stop;
5012 }
5013
5014 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5015
5016 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5017
5018 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5019         {
5020                 .procname       = "sched_domain",
5021                 .mode           = 0555,
5022         },
5023         {}
5024 };
5025
5026 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5027         {
5028                 .procname       = "kernel",
5029                 .mode           = 0555,
5030                 .child          = sd_ctl_dir,
5031         },
5032         {}
5033 };
5034
5035 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5036 {
5037         struct ctl_table *entry =
5038                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5039
5040         return entry;
5041 }
5042
5043 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5044 {
5045         struct ctl_table *entry;
5046
5047         /*
5048          * In the intermediate directories, both the child directory and
5049          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5050          * will always be set. In the lowest directory the names are
5051          * static strings and all have proc handlers.
5052          */
5053         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5054                 if (entry->child)
5055                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5056                 if (entry->proc_handler == NULL)
5057                         kfree(entry->procname);
5058         }
5059
5060         kfree(*tablep);
5061         *tablep = NULL;
5062 }
5063
5064 static int min_load_idx = 0;
5065 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5066
5067 static void
5068 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5069                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5070                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5071                 bool load_idx)
5072 {
5073         entry->procname = procname;
5074         entry->data = data;
5075         entry->maxlen = maxlen;
5076         entry->mode = mode;
5077         entry->proc_handler = proc_handler;
5078
5079         if (load_idx) {
5080                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5081                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5082         }
5083 }
5084
5085 static struct ctl_table *
5086 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5087 {
5088         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
5089
5090         if (table == NULL)
5091                 return NULL;
5092
5093         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5094                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5095         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5096                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5097         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5098                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5099         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5100                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5101         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5102                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5103         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5104                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5105         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5106                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5107         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5108                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5109         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5110                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5111         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5112                 &sd->cache_nice_tries,
5113                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5114         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5115                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5116         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
5117                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5118         /* &table[12] is terminator */
5119
5120         return table;
5121 }
5122
5123 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5124 {
5125         struct ctl_table *entry, *table;
5126         struct sched_domain *sd;
5127         int domain_num = 0, i;
5128         char buf[32];
5129
5130         for_each_domain(cpu, sd)
5131                 domain_num++;
5132         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5133         if (table == NULL)
5134                 return NULL;
5135
5136         i = 0;
5137         for_each_domain(cpu, sd) {
5138                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5139                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5140                 entry->mode = 0555;
5141                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5142                 entry++;
5143                 i++;
5144         }
5145         return table;
5146 }
5147
5148 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5149 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5150 {
5151         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5152         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5153         char buf[32];
5154
5155         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5156         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5157
5158         if (entry == NULL)
5159                 return;
5160
5161         for_each_possible_cpu(i) {
5162                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5163                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5164                 entry->mode = 0555;
5165                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5166                 entry++;
5167         }
5168
5169         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5170         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5171 }
5172
5173 /* may be called multiple times per register */
5174 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5175 {
5176         if (sd_sysctl_header)
5177                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5178         sd_sysctl_header = NULL;
5179         if (sd_ctl_dir[0].child)
5180                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5181 }
5182 #else
5183 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5184 {
5185 }
5186 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5187 {
5188 }
5189 #endif
5190
5191 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5192 {
5193         if (!rq->online) {
5194                 const struct sched_class *class;
5195
5196                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5197                 rq->online = 1;
5198
5199                 for_each_class(class) {
5200                         if (class->rq_online)
5201                                 class->rq_online(rq);
5202                 }
5203         }
5204 }
5205
5206 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5207 {
5208         if (rq->online) {
5209                 const struct sched_class *class;
5210
5211                 for_each_class(class) {
5212                         if (class->rq_offline)
5213                                 class->rq_offline(rq);
5214                 }
5215
5216                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5217                 rq->online = 0;
5218         }
5219 }
5220
5221 /*
5222  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5223  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5224  */
5225 static int __cpuinit
5226 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5227 {
5228         int cpu = (long)hcpu;
5229         unsigned long flags;
5230         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5231
5232         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5233
5234         case CPU_UP_PREPARE:
5235                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5236                 break;
5237
5238         case CPU_ONLINE:
5239                 /* Update our root-domain */
5240                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5241                 if (rq->rd) {
5242                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5243
5244                         set_rq_online(rq);
5245                 }
5246                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5247                 break;
5248
5249 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5250         case CPU_DYING:
5251                 sched_ttwu_pending();
5252                 /* Update our root-domain */
5253                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5254                 if (rq->rd) {
5255                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5256                         set_rq_offline(rq);
5257                 }
5258                 migrate_tasks(cpu);
5259                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5260                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5261                 break;
5262
5263         case CPU_DEAD:
5264                 calc_load_migrate(rq);
5265                 break;
5266 #endif
5267         }
5268
5269         update_max_interval();
5270
5271         return NOTIFY_OK;
5272 }
5273
5274 /*
5275  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5276  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5277  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5278  */
5279 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5280         .notifier_call = migration_call,
5281         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5282 };
5283
5284 static int __cpuinit sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5285                                       unsigned long action, void *hcpu)
5286 {
5287         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5288         case CPU_STARTING:
5289         case CPU_DOWN_FAILED:
5290                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5291                 return NOTIFY_OK;
5292         default:
5293                 return NOTIFY_DONE;
5294         }
5295 }
5296
5297 static int __cpuinit sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5298                                         unsigned long action, void *hcpu)
5299 {
5300         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5301         case CPU_DOWN_PREPARE:
5302                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5303                 return NOTIFY_OK;
5304         default:
5305                 return NOTIFY_DONE;
5306         }
5307 }
5308
5309 static int __init migration_init(void)
5310 {
5311         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5312         int err;
5313
5314         /* Initialize migration for the boot CPU */
5315         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5316         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5317         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5318         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5319
5320         /* Register cpu active notifiers */
5321         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5322         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5323
5324         return 0;
5325 }
5326 early_initcall(migration_init);
5327 #endif
5328
5329 #ifdef CONFIG_SMP
5330
5331 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5332
5333 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5334
5335 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5336
5337 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5338 {
5339         sched_debug_enabled = 1;
5340
5341         return 0;
5342 }
5343 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5344
5345 static inline bool sched_debug(void)
5346 {
5347         return sched_debug_enabled;
5348 }
5349
5350 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5351                                   struct cpumask *groupmask)
5352 {
5353         struct sched_group *group = sd->groups;
5354         char str[256];
5355
5356         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5357         cpumask_clear(groupmask);
5358
5359         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5360
5361         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5362                 printk("does not load-balance\n");
5363                 if (sd->parent)
5364                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5365                                         " has parent");
5366                 return -1;
5367         }
5368
5369         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5370
5371         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5372                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5373                                 "CPU%d\n", cpu);
5374         }
5375         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5376                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5377                                 " CPU%d\n", cpu);
5378         }
5379
5380         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5381         do {
5382                 if (!group) {
5383                         printk("\n");
5384                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5385                         break;
5386                 }
5387
5388                 /*
5389                  * Even though we initialize ->power to something semi-sane,
5390                  * we leave power_orig unset. This allows us to detect if
5391                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5392                  */
5393                 if (!group->sgp->power_orig) {
5394                         printk(KERN_CONT "\n");
5395                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5396                                         "set\n");
5397                         break;
5398                 }
5399
5400                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5401                         printk(KERN_CONT "\n");
5402                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5403                         break;
5404                 }
5405
5406                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5407                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5408                         printk(KERN_CONT "\n");
5409                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5410                         break;
5411                 }
5412
5413                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5414
5415                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5416
5417                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5418                 if (group->sgp->power != SCHED_POWER_SCALE) {
5419                         printk(KERN_CONT " (cpu_power = %d)",
5420                                 group->sgp->power);
5421                 }
5422
5423                 group = group->next;
5424         } while (group != sd->groups);
5425         printk(KERN_CONT "\n");
5426
5427         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5428                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5429
5430         if (sd->parent &&
5431             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5432                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5433                         "of domain->span\n");
5434         return 0;
5435 }
5436
5437 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5438 {
5439         int level = 0;
5440
5441         if (!sched_debug_enabled)
5442                 return;
5443
5444         if (!sd) {
5445                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5446                 return;
5447         }
5448
5449         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5450
5451         for (;;) {
5452                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5453                         break;
5454                 level++;
5455                 sd = sd->parent;
5456                 if (!sd)
5457                         break;
5458         }
5459 }
5460 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5461 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5462 static inline bool sched_debug(void)
5463 {
5464         return false;
5465 }
5466 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5467
5468 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5469 {
5470         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5471                 return 1;
5472
5473         /* Following flags need at least 2 groups */
5474         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5475                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5476                          SD_BALANCE_FORK |
5477                          SD_BALANCE_EXEC |
5478                          SD_SHARE_CPUPOWER |
5479                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
5480                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5481                         return 0;
5482         }
5483
5484         /* Following flags don't use groups */
5485         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5486                 return 0;
5487
5488         return 1;
5489 }
5490
5491 static int
5492 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5493 {
5494         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5495
5496         if (sd_degenerate(parent))
5497                 return 1;
5498
5499         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5500                 return 0;
5501
5502         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5503         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5504                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5505                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5506                                 SD_BALANCE_FORK |
5507                                 SD_BALANCE_EXEC |
5508                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
5509                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5510                 if (nr_node_ids == 1)
5511                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5512         }
5513         if (~cflags & pflags)
5514                 return 0;
5515
5516         return 1;
5517 }
5518
5519 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5520 {
5521         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5522
5523         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5524         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5525         free_cpumask_var(rd->online);
5526         free_cpumask_var(rd->span);
5527         kfree(rd);
5528 }
5529
5530 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5531 {
5532         struct root_domain *old_rd = NULL;
5533         unsigned long flags;
5534
5535         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5536
5537         if (rq->rd) {
5538                 old_rd = rq->rd;
5539
5540                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5541                         set_rq_offline(rq);
5542
5543                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5544
5545                 /*
5546                  * If we dont want to free the old_rt yet then
5547                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5548                  * in this function:
5549                  */
5550                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5551                         old_rd = NULL;
5552         }
5553
5554         atomic_inc(&rd->refcount);
5555         rq->rd = rd;
5556
5557         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5558         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5559                 set_rq_online(rq);
5560
5561         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5562
5563         if (old_rd)
5564                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5565 }
5566
5567 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5568 {
5569         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5570
5571         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5572                 goto out;
5573         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5574                 goto free_span;
5575         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5576                 goto free_online;
5577
5578         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5579                 goto free_rto_mask;
5580         return 0;
5581
5582 free_rto_mask:
5583         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5584 free_online:
5585         free_cpumask_var(rd->online);
5586 free_span:
5587         free_cpumask_var(rd->span);
5588 out:
5589         return -ENOMEM;
5590 }
5591
5592 /*
5593  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5594  * members (mimicking the global state we have today).
5595  */
5596 struct root_domain def_root_domain;
5597
5598 static void init_defrootdomain(void)
5599 {
5600         init_rootdomain(&def_root_domain);
5601
5602         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5603 }
5604
5605 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5606 {
5607         struct root_domain *rd;
5608
5609         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5610         if (!rd)
5611                 return NULL;
5612
5613         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5614                 kfree(rd);
5615                 return NULL;
5616         }
5617
5618         return rd;
5619 }
5620
5621 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgp)
5622 {
5623         struct sched_group *tmp, *first;
5624
5625         if (!sg)
5626                 return;
5627
5628         first = sg;
5629         do {
5630                 tmp = sg->next;
5631
5632                 if (free_sgp && atomic_dec_and_test(&sg->sgp->ref))
5633                         kfree(sg->sgp);
5634
5635                 kfree(sg);
5636                 sg = tmp;
5637         } while (sg != first);
5638 }
5639
5640 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5641 {
5642         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5643
5644         /*
5645          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5646          * nuke them all.
5647          */
5648         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5649                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5650         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5651                 kfree(sd->groups->sgp);
5652                 kfree(sd->groups);
5653         }
5654         kfree(sd);
5655 }
5656
5657 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5658 {
5659         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5660 }
5661
5662 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5663 {
5664         for (; sd; sd = sd->parent)
5665                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5666 }
5667
5668 /*
5669  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5670  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5671  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5672  *
5673  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5674  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5675  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5676  */
5677 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5678 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5679
5680 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5681 {
5682         struct sched_domain *sd;
5683         int id = cpu;
5684
5685         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5686         if (sd)
5687                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5688
5689         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5690         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5691 }
5692
5693 /*
5694  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5695  * hold the hotplug lock.
5696  */
5697 static void
5698 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5699 {
5700         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5701         struct sched_domain *tmp;
5702
5703         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5704         for (tmp = sd; tmp; ) {
5705                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5706                 if (!parent)
5707                         break;
5708
5709                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5710                         tmp->parent = parent->parent;
5711                         if (parent->parent)
5712                                 parent->parent->child = tmp;
5713                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5714                 } else
5715                         tmp = tmp->parent;
5716         }
5717
5718         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5719                 tmp = sd;
5720                 sd = sd->parent;
5721                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5722                 if (sd)
5723                         sd->child = NULL;
5724         }
5725
5726         sched_domain_debug(sd, cpu);
5727
5728         rq_attach_root(rq, rd);
5729         tmp = rq->sd;
5730         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5731         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5732
5733         update_top_cache_domain(cpu);
5734 }
5735
5736 /* cpus with isolated domains */
5737 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5738
5739 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5740 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5741 {
5742         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5743         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5744         return 1;
5745 }
5746
5747 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5748
5749 static const struct cpumask *cpu_cpu_mask(int cpu)
5750 {
5751         return cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
5752 }
5753
5754 struct sd_data {
5755         struct sched_domain **__percpu sd;
5756         struct sched_group **__percpu sg;
5757         struct sched_group_power **__percpu sgp;
5758 };
5759
5760 struct s_data {
5761         struct sched_domain ** __percpu sd;
5762         struct root_domain      *rd;
5763 };
5764
5765 enum s_alloc {
5766         sa_rootdomain,
5767         sa_sd,
5768         sa_sd_storage,
5769         sa_none,
5770 };
5771
5772 struct sched_domain_topology_level;
5773
5774 typedef struct sched_domain *(*sched_domain_init_f)(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu);
5775 typedef const struct cpumask *(*sched_domain_mask_f)(int cpu);
5776
5777 #define SDTL_OVERLAP    0x01
5778
5779 struct sched_domain_topology_level {
5780         sched_domain_init_f init;
5781         sched_domain_mask_f mask;
5782         int                 flags;
5783         int                 numa_level;
5784         struct sd_data      data;
5785 };
5786
5787 /*
5788  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5789  * domain traversal.
5790  *
5791  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5792  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5793  * range.
5794  *
5795  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5796  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5797  * cpu they're built on, so check that.
5798  *
5799  */
5800 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5801 {
5802         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5803         struct sd_data *sdd = sd->private;
5804         struct sched_domain *sibling;
5805         int i;
5806
5807         for_each_cpu(i, span) {
5808                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5809                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5810                         continue;
5811
5812                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5813         }
5814 }
5815
5816 /*
5817  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5818  * of this group that's also in the iteration mask.
5819  */
5820 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5821 {
5822         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5823 }
5824
5825 static int
5826 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5827 {
5828         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5829         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5830         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5831         struct sd_data *sdd = sd->private;
5832         struct sched_domain *child;
5833         int i;
5834
5835         cpumask_clear(covered);
5836
5837         for_each_cpu(i, span) {
5838                 struct cpumask *sg_span;
5839
5840                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5841                         continue;
5842
5843                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5844
5845                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5846                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5847                         continue;
5848
5849                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5850                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5851
5852                 if (!sg)
5853                         goto fail;
5854
5855                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5856                 if (child->child) {
5857                         child = child->child;
5858                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5859                 } else
5860                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5861
5862                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5863
5864                 sg->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, i);
5865                 if (atomic_inc_return(&sg->sgp->ref) == 1)
5866                         build_group_mask(sd, sg);
5867
5868                 /*
5869                  * Initialize sgp->power such that even if we mess up the
5870                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5871                  * die on a /0 trap.
5872                  */
5873                 sg->sgp->power = SCHED_POWER_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5874
5875                 /*
5876                  * Make sure the first group of this domain contains the
5877                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5878                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5879                  */
5880                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5881                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5882                         groups = sg;
5883
5884                 if (!first)
5885                         first = sg;
5886                 if (last)
5887                         last->next = sg;
5888                 last = sg;
5889                 last->next = first;
5890         }
5891         sd->groups = groups;
5892
5893         return 0;
5894
5895 fail:
5896         free_sched_groups(first, 0);
5897
5898         return -ENOMEM;
5899 }
5900
5901 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5902 {
5903         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5904         struct sched_domain *child = sd->child;
5905
5906         if (child)
5907                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5908
5909         if (sg) {
5910                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5911                 (*sg)->sgp = *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu);
5912                 atomic_set(&(*sg)->sgp->ref, 1); /* for claim_allocations */
5913         }
5914
5915         return cpu;
5916 }
5917
5918 /*
5919  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5920  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5921  * and ->cpu_power to 0.
5922  *
5923  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5924  */
5925 static int
5926 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5927 {
5928         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5929         struct sd_data *sdd = sd->private;
5930         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5931         struct cpumask *covered;
5932         int i;
5933
5934         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5935         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5936
5937         if (cpu != cpumask_first(sched_domain_span(sd)))
5938                 return 0;
5939
5940         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5941         covered = sched_domains_tmpmask;
5942
5943         cpumask_clear(covered);
5944
5945         for_each_cpu(i, span) {
5946                 struct sched_group *sg;
5947                 int group = get_group(i, sdd, &sg);
5948                 int j;
5949
5950                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5951                         continue;
5952
5953                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
5954                 sg->sgp->power = 0;
5955                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5956
5957                 for_each_cpu(j, span) {
5958                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5959                                 continue;
5960
5961                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5962                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5963                 }
5964
5965                 if (!first)
5966                         first = sg;
5967                 if (last)
5968                         last->next = sg;
5969                 last = sg;
5970         }
5971         last->next = first;
5972
5973         return 0;
5974 }
5975
5976 /*
5977  * Initialize sched groups cpu_power.
5978  *
5979  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
5980  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5981  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
5982  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
5983  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
5984  * less cpu_power.
5985  */
5986 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
5987 {
5988         struct sched_group *sg = sd->groups;
5989
5990         WARN_ON(!sd || !sg);
5991
5992         do {
5993                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5994                 sg = sg->next;
5995         } while (sg != sd->groups);
5996
5997         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5998                 return;
5999
6000         update_group_power(sd, cpu);
6001         atomic_set(&sg->sgp->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6002 }
6003
6004 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
6005 {
6006        return 0*SD_ASYM_PACKING;
6007 }
6008
6009 /*
6010  * Initializers for schedule domains
6011  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6012  */
6013
6014 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6015 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
6016 #else
6017 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
6018 #endif
6019
6020 #define SD_INIT_FUNC(type)                                              \
6021 static noinline struct sched_domain *                                   \
6022 sd_init_##type(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)         \
6023 {                                                                       \
6024         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);       \
6025         *sd = SD_##type##_INIT;                                         \
6026         SD_INIT_NAME(sd, type);                                         \
6027         sd->private = &tl->data;                                        \
6028         return sd;                                                      \
6029 }
6030
6031 SD_INIT_FUNC(CPU)
6032 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6033  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
6034 #endif
6035 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6036  SD_INIT_FUNC(MC)
6037 #endif
6038 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6039  SD_INIT_FUNC(BOOK)
6040 #endif
6041
6042 static int default_relax_domain_level = -1;
6043 int sched_domain_level_max;
6044
6045 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6046 {
6047         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6048                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6049
6050         return 1;
6051 }
6052 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6053
6054 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6055                                  struct sched_domain_attr *attr)
6056 {
6057         int request;
6058
6059         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6060                 if (default_relax_domain_level < 0)
6061                         return;
6062                 else
6063                         request = default_relax_domain_level;
6064         } else
6065                 request = attr->relax_domain_level;
6066         if (request < sd->level) {
6067                 /* turn off idle balance on this domain */
6068                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6069         } else {
6070                 /* turn on idle balance on this domain */
6071                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6072         }
6073 }
6074
6075 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6076 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6077
6078 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6079                                  const struct cpumask *cpu_map)
6080 {
6081         switch (what) {
6082         case sa_rootdomain:
6083                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6084                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6085         case sa_sd:
6086                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6087         case sa_sd_storage:
6088                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6089         case sa_none:
6090                 break;
6091         }
6092 }
6093
6094 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6095                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6096 {
6097         memset(d, 0, sizeof(*d));
6098
6099         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6100                 return sa_sd_storage;
6101         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6102         if (!d->sd)
6103                 return sa_sd_storage;
6104         d->rd = alloc_rootdomain();
6105         if (!d->rd)
6106                 return sa_sd;
6107         return sa_rootdomain;
6108 }
6109
6110 /*
6111  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6112  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6113  * will not free the data we're using.
6114  */
6115 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6116 {
6117         struct sd_data *sdd = sd->private;
6118
6119         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6120         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6121
6122         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6123                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6124
6125         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu))->ref))
6126                 *per_cpu_ptr(sdd->sgp, cpu) = NULL;
6127 }
6128
6129 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6130 static const struct cpumask *cpu_smt_mask(int cpu)
6131 {
6132         return topology_thread_cpumask(cpu);
6133 }
6134 #endif
6135
6136 /*
6137  * Topology list, bottom-up.
6138  */
6139 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6140 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6141         { sd_init_SIBLING, cpu_smt_mask, },
6142 #endif
6143 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6144         { sd_init_MC, cpu_coregroup_mask, },
6145 #endif
6146 #ifdef CONFIG_SCHED_BOOK
6147         { sd_init_BOOK, cpu_book_mask, },
6148 #endif
6149         { sd_init_CPU, cpu_cpu_mask, },
6150         { NULL, },
6151 };
6152
6153 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6154
6155 #ifdef CONFIG_NUMA
6156
6157 static int sched_domains_numa_levels;
6158 static int *sched_domains_numa_distance;
6159 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6160 static int sched_domains_curr_level;
6161
6162 static inline int sd_local_flags(int level)
6163 {
6164         if (sched_domains_numa_distance[level] > RECLAIM_DISTANCE)
6165                 return 0;
6166
6167         return SD_BALANCE_EXEC | SD_BALANCE_FORK | SD_WAKE_AFFINE;
6168 }
6169
6170 static struct sched_domain *
6171 sd_numa_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6172 {
6173         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6174         int level = tl->numa_level;
6175         int sd_weight = cpumask_weight(
6176                         sched_domains_numa_masks[level][cpu_to_node(cpu)]);
6177
6178         *sd = (struct sched_domain){
6179                 .min_interval           = sd_weight,
6180                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6181                 .busy_factor            = 32,
6182                 .imbalance_pct          = 125,
6183                 .cache_nice_tries       = 2,
6184                 .busy_idx               = 3,
6185                 .idle_idx               = 2,
6186                 .newidle_idx            = 0,
6187                 .wake_idx               = 0,
6188                 .forkexec_idx           = 0,
6189
6190                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6191                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6192                                         | 0*SD_BALANCE_EXEC
6193                                         | 0*SD_BALANCE_FORK
6194                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6195                                         | 0*SD_WAKE_AFFINE
6196                                         | 0*SD_SHARE_CPUPOWER
6197                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6198                                         | 1*SD_SERIALIZE
6199                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6200                                         | sd_local_flags(level)
6201                                         ,
6202                 .last_balance           = jiffies,
6203                 .balance_interval       = sd_weight,
6204         };
6205         SD_INIT_NAME(sd, NUMA);
6206         sd->private = &tl->data;
6207
6208         /*
6209          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6210          */
6211         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6212
6213         return sd;
6214 }
6215
6216 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6217 {
6218         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6219 }
6220
6221 static void sched_numa_warn(const char *str)
6222 {
6223         static int done = false;
6224         int i,j;
6225
6226         if (done)
6227                 return;
6228
6229         done = true;
6230
6231         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6232
6233         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6234                 printk(KERN_WARNING "  ");
6235                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6236                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6237                 printk(KERN_CONT "\n");
6238         }
6239         printk(KERN_WARNING "\n");
6240 }
6241
6242 static bool find_numa_distance(int distance)
6243 {
6244         int i;
6245
6246         if (distance == node_distance(0, 0))
6247                 return true;
6248
6249         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6250                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6251                         return true;
6252         }
6253
6254         return false;
6255 }
6256
6257 static void sched_init_numa(void)
6258 {
6259         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6260         struct sched_domain_topology_level *tl;
6261         int level = 0;
6262         int i, j, k;
6263
6264         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6265         if (!sched_domains_numa_distance)
6266                 return;
6267
6268         /*
6269          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6270          * unique distances in the node_distance() table.
6271          *
6272          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6273          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6274          */
6275         next_distance = curr_distance;
6276         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6277                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6278                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6279                                 int distance = node_distance(i, k);
6280
6281                                 if (distance > curr_distance &&
6282                                     (distance < next_distance ||
6283                                      next_distance == curr_distance))
6284                                         next_distance = distance;
6285
6286                                 /*
6287                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6288                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6289                                  * equally connected to A.
6290                                  */
6291                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6292                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6293
6294                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6295                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6296                         }
6297                         if (next_distance != curr_distance) {
6298                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6299                                 sched_domains_numa_levels = level;
6300                                 curr_distance = next_distance;
6301                         } else break;
6302                 }
6303
6304                 /*
6305                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6306                  */
6307                 if (!sched_debug())
6308                         break;
6309         }
6310         /*
6311          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6312          * identity distance node_distance(i,i).
6313          *
6314          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6315          * numbers.
6316          */
6317
6318         /*
6319          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6320          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6321          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6322          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6323          * in other functions.
6324          *
6325          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6326          */
6327         sched_domains_numa_levels = 0;
6328
6329         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6330         if (!sched_domains_numa_masks)
6331                 return;
6332
6333         /*
6334          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6335          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6336          */
6337         for (i = 0; i < level; i++) {
6338                 sched_domains_numa_masks[i] =
6339                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6340                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6341                         return;
6342
6343                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6344                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6345                         if (!mask)
6346                                 return;
6347
6348                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6349
6350                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6351                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6352                                         continue;
6353
6354                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6355                         }
6356                 }
6357         }
6358
6359         tl = kzalloc((ARRAY_SIZE(default_topology) + level) *
6360                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6361         if (!tl)
6362                 return;
6363
6364         /*
6365          * Copy the default topology bits..
6366          */
6367         for (i = 0; default_topology[i].init; i++)
6368                 tl[i] = default_topology[i];
6369
6370         /*
6371          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6372          */
6373         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6374                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6375                         .init = sd_numa_init,
6376                         .mask = sd_numa_mask,
6377                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6378                         .numa_level = j,
6379                 };
6380         }
6381
6382         sched_domain_topology = tl;
6383
6384         sched_domains_numa_levels = level;
6385 }
6386
6387 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6388 {
6389         int i, j;
6390         int node = cpu_to_node(cpu);
6391
6392         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6393                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6394                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6395                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6396                 }
6397         }
6398 }
6399
6400 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6401 {
6402         int i, j;
6403         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6404                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6405                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6406         }
6407 }
6408
6409 /*
6410  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6411  * are onlined.
6412  */
6413 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6414                                            unsigned long action,
6415                                            void *hcpu)
6416 {
6417         int cpu = (long)hcpu;
6418
6419         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6420         case CPU_ONLINE:
6421                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6422                 break;
6423
6424         case CPU_DEAD:
6425                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6426                 break;
6427
6428         default:
6429                 return NOTIFY_DONE;
6430         }
6431
6432         return NOTIFY_OK;
6433 }
6434 #else
6435 static inline void sched_init_numa(void)
6436 {
6437 }
6438
6439 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6440                                            unsigned long action,
6441                                            void *hcpu)
6442 {
6443         return 0;
6444 }
6445 #endif /* CONFIG_NUMA */
6446
6447 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6448 {
6449         struct sched_domain_topology_level *tl;
6450         int j;
6451
6452         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6453                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6454
6455                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6456                 if (!sdd->sd)
6457                         return -ENOMEM;
6458
6459                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6460                 if (!sdd->sg)
6461                         return -ENOMEM;
6462
6463                 sdd->sgp = alloc_percpu(struct sched_group_power *);
6464                 if (!sdd->sgp)
6465                         return -ENOMEM;
6466
6467                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6468                         struct sched_domain *sd;
6469                         struct sched_group *sg;
6470                         struct sched_group_power *sgp;
6471
6472                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6473                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6474                         if (!sd)
6475                                 return -ENOMEM;
6476
6477                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6478
6479                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6480                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6481                         if (!sg)
6482                                 return -ENOMEM;
6483
6484                         sg->next = sg;
6485
6486                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6487
6488                         sgp = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_power) + cpumask_size(),
6489                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6490                         if (!sgp)
6491                                 return -ENOMEM;
6492
6493                         *per_cpu_ptr(sdd->sgp, j) = sgp;
6494                 }
6495         }
6496
6497         return 0;
6498 }
6499
6500 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6501 {
6502         struct sched_domain_topology_level *tl;
6503         int j;
6504
6505         for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6506                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6507
6508                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6509                         struct sched_domain *sd;
6510
6511                         if (sdd->sd) {
6512                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6513                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6514                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6515                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6516                         }
6517
6518                         if (sdd->sg)
6519                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6520                         if (sdd->sgp)
6521                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgp, j));
6522                 }
6523                 free_percpu(sdd->sd);
6524                 sdd->sd = NULL;
6525                 free_percpu(sdd->sg);
6526                 sdd->sg = NULL;
6527                 free_percpu(sdd->sgp);
6528                 sdd->sgp = NULL;
6529         }
6530 }
6531
6532 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6533                 struct s_data *d, const struct cpumask *cpu_map,
6534                 struct sched_domain_attr *attr, struct sched_domain *child,
6535                 int cpu)
6536 {
6537         struct sched_domain *sd = tl->init(tl, cpu);
6538         if (!sd)
6539                 return child;
6540
6541         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6542         if (child) {
6543                 sd->level = child->level + 1;
6544                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6545                 child->parent = sd;
6546         }
6547         sd->child = child;
6548         set_domain_attribute(sd, attr);
6549
6550         return sd;
6551 }
6552
6553 /*
6554  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6555  * to the individual cpus
6556  */
6557 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6558                                struct sched_domain_attr *attr)
6559 {
6560         enum s_alloc alloc_state = sa_none;
6561         struct sched_domain *sd;
6562         struct s_data d;
6563         int i, ret = -ENOMEM;
6564
6565         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6566         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6567                 goto error;
6568
6569         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6570         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6571                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6572
6573                 sd = NULL;
6574                 for (tl = sched_domain_topology; tl->init; tl++) {
6575                         sd = build_sched_domain(tl, &d, cpu_map, attr, sd, i);
6576                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6577                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6578                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6579                                 break;
6580                 }
6581
6582                 while (sd->child)
6583                         sd = sd->child;
6584
6585                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6586         }
6587
6588         /* Build the groups for the domains */
6589         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6590                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6591                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6592                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6593                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6594                                         goto error;
6595                         } else {
6596                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6597                                         goto error;
6598                         }
6599                 }
6600         }
6601
6602         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
6603         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6604                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6605                         continue;
6606
6607                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6608                         claim_allocations(i, sd);
6609                         init_sched_groups_power(i, sd);
6610                 }
6611         }
6612
6613         /* Attach the domains */
6614         rcu_read_lock();
6615         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6616                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6617                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6618         }
6619         rcu_read_unlock();
6620
6621         ret = 0;
6622 error:
6623         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6624         return ret;
6625 }
6626
6627 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6628 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6629 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6630                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6631
6632 /*
6633  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6634  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6635  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6636  */
6637 static cpumask_var_t fallback_doms;
6638
6639 /*
6640  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6641  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6642  * or 0 if it stayed the same.
6643  */
6644 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
6645 {
6646         return 0;
6647 }
6648
6649 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6650 {
6651         int i;
6652         cpumask_var_t *doms;
6653
6654         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6655         if (!doms)
6656                 return NULL;
6657         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6658                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6659                         free_sched_domains(doms, i);
6660                         return NULL;
6661                 }
6662         }
6663         return doms;
6664 }
6665
6666 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6667 {
6668         unsigned int i;
6669         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6670                 free_cpumask_var(doms[i]);
6671         kfree(doms);
6672 }
6673
6674 /*
6675  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6676  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6677  * exclude other special cases in the future.
6678  */
6679 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6680 {
6681         int err;
6682
6683         arch_update_cpu_topology();
6684         ndoms_cur = 1;
6685         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6686         if (!doms_cur)
6687                 doms_cur = &fallback_doms;
6688         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6689         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6690         register_sched_domain_sysctl();
6691
6692         return err;
6693 }
6694
6695 /*
6696  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6697  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6698  */
6699 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6700 {
6701         int i;
6702
6703         rcu_read_lock();
6704         for_each_cpu(i, cpu_map)
6705                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6706         rcu_read_unlock();
6707 }
6708
6709 /* handle null as "default" */
6710 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6711                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6712 {
6713         struct sched_domain_attr tmp;
6714
6715         /* fast path */
6716         if (!new && !cur)
6717                 return 1;
6718
6719         tmp = SD_ATTR_INIT;
6720         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6721                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6722                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6723 }
6724
6725 /*
6726  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6727  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6728  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6729  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6730  *
6731  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6732  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6733  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6734  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6735  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6736  * it as it is.
6737  *
6738  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6739  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6740  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6741  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6742  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6743  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6744  *
6745  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6746  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6747  * and it will not create the default domain.
6748  *
6749  * Call with hotplug lock held
6750  */
6751 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6752                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6753 {
6754         int i, j, n;
6755         int new_topology;
6756
6757         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6758
6759         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6760         unregister_sched_domain_sysctl();
6761
6762         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6763         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6764
6765         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6766
6767         /* Destroy deleted domains */
6768         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6769                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6770                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6771                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6772                                 goto match1;
6773                 }
6774                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6775                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6776 match1:
6777                 ;
6778         }
6779
6780         if (doms_new == NULL) {
6781                 ndoms_cur = 0;
6782                 doms_new = &fallback_doms;
6783                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6784                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6785         }
6786
6787         /* Build new domains */
6788         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6789                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
6790                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6791                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6792                                 goto match2;
6793                 }
6794                 /* no match - add a new doms_new */
6795                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6796 match2:
6797                 ;
6798         }
6799
6800         /* Remember the new sched domains */
6801         if (doms_cur != &fallback_doms)
6802                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6803         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6804         doms_cur = doms_new;
6805         dattr_cur = dattr_new;
6806         ndoms_cur = ndoms_new;
6807
6808         register_sched_domain_sysctl();
6809
6810         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6811 }
6812
6813 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6814
6815 /*
6816  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6817  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6818  * around partition_sched_domains().
6819  *
6820  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6821  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6822  */
6823 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6824                              void *hcpu)
6825 {
6826         switch (action) {
6827         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6828         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6829
6830                 /*
6831                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6832                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6833                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6834                  * domain, ignoring cpusets.
6835                  */
6836                 num_cpus_frozen--;
6837                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6838                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6839                         break;
6840                 }
6841
6842                 /*
6843                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6844                  * restore the original sched domains by considering the
6845                  * cpuset configurations.
6846                  */
6847
6848         case CPU_ONLINE:
6849         case CPU_DOWN_FAILED:
6850                 cpuset_update_active_cpus(true);
6851                 break;
6852         default:
6853                 return NOTIFY_DONE;
6854         }
6855         return NOTIFY_OK;
6856 }
6857
6858 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6859                                void *hcpu)
6860 {
6861         switch (action) {
6862         case CPU_DOWN_PREPARE:
6863                 cpuset_update_active_cpus(false);
6864                 break;
6865         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6866                 num_cpus_frozen++;
6867                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6868                 break;
6869         default:
6870                 return NOTIFY_DONE;
6871         }
6872         return NOTIFY_OK;
6873 }
6874
6875 void __init sched_init_smp(void)
6876 {
6877         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6878
6879         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6880         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6881
6882         sched_init_numa();
6883
6884         get_online_cpus();
6885         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6886         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6887         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6888         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6889                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6890         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6891         put_online_cpus();
6892
6893         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6894         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6895         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6896
6897         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
6898         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
6899
6900         init_hrtick();
6901
6902         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6903         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6904                 BUG();
6905         sched_init_granularity();
6906         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6907
6908         init_sched_rt_class();
6909 }
6910 #else
6911 void __init sched_init_smp(void)
6912 {
6913         sched_init_granularity();
6914 }
6915 #endif /* CONFIG_SMP */
6916
6917 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6918
6919 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6920 {
6921         return in_lock_functions(addr) ||
<