2f960813c5822a9a41ac7d785553e6bb71aacbd7
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76 #include <linux/compiler.h>
77
78 #include <asm/switch_to.h>
79 #include <asm/tlb.h>
80 #include <asm/irq_regs.h>
81 #include <asm/mutex.h>
82 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
83 #include <asm/paravirt.h>
84 #endif
85
86 #include "sched.h"
87 #include "../workqueue_internal.h"
88 #include "../smpboot.h"
89
90 #define CREATE_TRACE_POINTS
91 #include <trace/events/sched.h>
92
93 #ifdef smp_mb__before_atomic
94 void __smp_mb__before_atomic(void)
95 {
96         smp_mb__before_atomic();
97 }
98 EXPORT_SYMBOL(__smp_mb__before_atomic);
99 #endif
100
101 #ifdef smp_mb__after_atomic
102 void __smp_mb__after_atomic(void)
103 {
104         smp_mb__after_atomic();
105 }
106 EXPORT_SYMBOL(__smp_mb__after_atomic);
107 #endif
108
109 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
110 {
111         unsigned long delta;
112         ktime_t soft, hard, now;
113
114         for (;;) {
115                 if (hrtimer_active(period_timer))
116                         break;
117
118                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
119                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
120
121                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
122                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
123                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
124                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
125                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
126         }
127 }
128
129 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
130 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
131
132 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
133
134 void update_rq_clock(struct rq *rq)
135 {
136         s64 delta;
137
138         if (rq->skip_clock_update > 0)
139                 return;
140
141         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
142         if (delta < 0)
143                 return;
144         rq->clock += delta;
145         update_rq_clock_task(rq, delta);
146 }
147
148 /*
149  * Debugging: various feature bits
150  */
151
152 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
153         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
154
155 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
156 #include "features.h"
157         0;
158
159 #undef SCHED_FEAT
160
161 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
162 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
163         #name ,
164
165 static const char * const sched_feat_names[] = {
166 #include "features.h"
167 };
168
169 #undef SCHED_FEAT
170
171 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
172 {
173         int i;
174
175         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
176                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
177                         seq_puts(m, "NO_");
178                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
179         }
180         seq_puts(m, "\n");
181
182         return 0;
183 }
184
185 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
186
187 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
188 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
189
190 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
191         jump_label_key__##enabled ,
192
193 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
194 #include "features.h"
195 };
196
197 #undef SCHED_FEAT
198
199 static void sched_feat_disable(int i)
200 {
201         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
202                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
203 }
204
205 static void sched_feat_enable(int i)
206 {
207         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
208                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
209 }
210 #else
211 static void sched_feat_disable(int i) { };
212 static void sched_feat_enable(int i) { };
213 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
214
215 static int sched_feat_set(char *cmp)
216 {
217         int i;
218         int neg = 0;
219
220         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
221                 neg = 1;
222                 cmp += 3;
223         }
224
225         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
226                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
227                         if (neg) {
228                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
229                                 sched_feat_disable(i);
230                         } else {
231                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
232                                 sched_feat_enable(i);
233                         }
234                         break;
235                 }
236         }
237
238         return i;
239 }
240
241 static ssize_t
242 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
243                 size_t cnt, loff_t *ppos)
244 {
245         char buf[64];
246         char *cmp;
247         int i;
248
249         if (cnt > 63)
250                 cnt = 63;
251
252         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
253                 return -EFAULT;
254
255         buf[cnt] = 0;
256         cmp = strstrip(buf);
257
258         i = sched_feat_set(cmp);
259         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
260                 return -EINVAL;
261
262         *ppos += cnt;
263
264         return cnt;
265 }
266
267 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
268 {
269         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
270 }
271
272 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
273         .open           = sched_feat_open,
274         .write          = sched_feat_write,
275         .read           = seq_read,
276         .llseek         = seq_lseek,
277         .release        = single_release,
278 };
279
280 static __init int sched_init_debug(void)
281 {
282         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
283                         &sched_feat_fops);
284
285         return 0;
286 }
287 late_initcall(sched_init_debug);
288 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
289
290 /*
291  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
292  * Limited because this is done with IRQs disabled.
293  */
294 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
295
296 /*
297  * period over which we average the RT time consumption, measured
298  * in ms.
299  *
300  * default: 1s
301  */
302 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
303
304 /*
305  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
306  * default: 1s
307  */
308 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
309
310 __read_mostly int scheduler_running;
311
312 /*
313  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
314  * default: 0.95s
315  */
316 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
317
318 /*
319  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
320  */
321 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
322         __acquires(rq->lock)
323 {
324         struct rq *rq;
325
326         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
327
328         for (;;) {
329                 rq = task_rq(p);
330                 raw_spin_lock(&rq->lock);
331                 if (likely(rq == task_rq(p)))
332                         return rq;
333                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
334         }
335 }
336
337 /*
338  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
339  */
340 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
341         __acquires(p->pi_lock)
342         __acquires(rq->lock)
343 {
344         struct rq *rq;
345
346         for (;;) {
347                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
348                 rq = task_rq(p);
349                 raw_spin_lock(&rq->lock);
350                 if (likely(rq == task_rq(p)))
351                         return rq;
352                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
353                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
354         }
355 }
356
357 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
358         __releases(rq->lock)
359 {
360         raw_spin_unlock(&rq->lock);
361 }
362
363 static inline void
364 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
365         __releases(rq->lock)
366         __releases(p->pi_lock)
367 {
368         raw_spin_unlock(&rq->lock);
369         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
370 }
371
372 /*
373  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
374  */
375 static struct rq *this_rq_lock(void)
376         __acquires(rq->lock)
377 {
378         struct rq *rq;
379
380         local_irq_disable();
381         rq = this_rq();
382         raw_spin_lock(&rq->lock);
383
384         return rq;
385 }
386
387 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
388 /*
389  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
390  */
391
392 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
393 {
394         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
395                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
396 }
397
398 /*
399  * High-resolution timer tick.
400  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
401  */
402 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
403 {
404         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
405
406         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
407
408         raw_spin_lock(&rq->lock);
409         update_rq_clock(rq);
410         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
411         raw_spin_unlock(&rq->lock);
412
413         return HRTIMER_NORESTART;
414 }
415
416 #ifdef CONFIG_SMP
417
418 static int __hrtick_restart(struct rq *rq)
419 {
420         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
421         ktime_t time = hrtimer_get_softexpires(timer);
422
423         return __hrtimer_start_range_ns(timer, time, 0, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
424 }
425
426 /*
427  * called from hardirq (IPI) context
428  */
429 static void __hrtick_start(void *arg)
430 {
431         struct rq *rq = arg;
432
433         raw_spin_lock(&rq->lock);
434         __hrtick_restart(rq);
435         rq->hrtick_csd_pending = 0;
436         raw_spin_unlock(&rq->lock);
437 }
438
439 /*
440  * Called to set the hrtick timer state.
441  *
442  * called with rq->lock held and irqs disabled
443  */
444 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
445 {
446         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
447         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
448
449         hrtimer_set_expires(timer, time);
450
451         if (rq == this_rq()) {
452                 __hrtick_restart(rq);
453         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
454                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
455                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
456         }
457 }
458
459 static int
460 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
461 {
462         int cpu = (int)(long)hcpu;
463
464         switch (action) {
465         case CPU_UP_CANCELED:
466         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
467         case CPU_DOWN_PREPARE:
468         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
469         case CPU_DEAD:
470         case CPU_DEAD_FROZEN:
471                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
472                 return NOTIFY_OK;
473         }
474
475         return NOTIFY_DONE;
476 }
477
478 static __init void init_hrtick(void)
479 {
480         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
481 }
482 #else
483 /*
484  * Called to set the hrtick timer state.
485  *
486  * called with rq->lock held and irqs disabled
487  */
488 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
489 {
490         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
491                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
492 }
493
494 static inline void init_hrtick(void)
495 {
496 }
497 #endif /* CONFIG_SMP */
498
499 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
500 {
501 #ifdef CONFIG_SMP
502         rq->hrtick_csd_pending = 0;
503
504         rq->hrtick_csd.flags = 0;
505         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
506         rq->hrtick_csd.info = rq;
507 #endif
508
509         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
510         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
511 }
512 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
513 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
514 {
515 }
516
517 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
518 {
519 }
520
521 static inline void init_hrtick(void)
522 {
523 }
524 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
525
526 /*
527  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
528  */
529 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
530 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
531         for (;;) {                                                      \
532                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
533                 if (__old == __val)                                     \
534                         break;                                          \
535                 __val = __old;                                          \
536         }                                                               \
537         __old;                                                          \
538 })
539
540 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
541 /*
542  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
543  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
544  * spurious IPIs.
545  */
546 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
547 {
548         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
549         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
550 }
551
552 /*
553  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
554  *
555  * If this returns true, then the idle task promises to call
556  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
557  */
558 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
559 {
560         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
561         typeof(ti->flags) old, val = ACCESS_ONCE(ti->flags);
562
563         for (;;) {
564                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
565                         return false;
566                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
567                         return true;
568                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
569                 if (old == val)
570                         break;
571                 val = old;
572         }
573         return true;
574 }
575
576 #else
577 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
578 {
579         set_tsk_need_resched(p);
580         return true;
581 }
582
583 #ifdef CONFIG_SMP
584 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
585 {
586         return false;
587 }
588 #endif
589 #endif
590
591 /*
592  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
593  *
594  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
595  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
596  * the target CPU.
597  */
598 void resched_curr(struct rq *rq)
599 {
600         struct task_struct *curr = rq->curr;
601         int cpu;
602
603         lockdep_assert_held(&rq->lock);
604
605         if (test_tsk_need_resched(curr))
606                 return;
607
608         cpu = cpu_of(rq);
609
610         if (cpu == smp_processor_id()) {
611                 set_tsk_need_resched(curr);
612                 set_preempt_need_resched();
613                 return;
614         }
615
616         if (set_nr_and_not_polling(curr))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618         else
619                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
620 }
621
622 void resched_cpu(int cpu)
623 {
624         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
625         unsigned long flags;
626
627         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
628                 return;
629         resched_curr(rq);
630         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
631 }
632
633 #ifdef CONFIG_SMP
634 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
635 /*
636  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
637  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
638  *
639  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
640  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
641  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
642  */
643 int get_nohz_timer_target(int pinned)
644 {
645         int cpu = smp_processor_id();
646         int i;
647         struct sched_domain *sd;
648
649         if (pinned || !get_sysctl_timer_migration() || !idle_cpu(cpu))
650                 return cpu;
651
652         rcu_read_lock();
653         for_each_domain(cpu, sd) {
654                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
655                         if (!idle_cpu(i)) {
656                                 cpu = i;
657                                 goto unlock;
658                         }
659                 }
660         }
661 unlock:
662         rcu_read_unlock();
663         return cpu;
664 }
665 /*
666  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
667  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
668  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
669  * idle system the next event might even be infinite time into the
670  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
671  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
672  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
673  * wheel for the next timer event.
674  */
675 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
676 {
677         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
678
679         if (cpu == smp_processor_id())
680                 return;
681
682         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
683                 smp_send_reschedule(cpu);
684         else
685                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
686 }
687
688 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
689 {
690         /*
691          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
692          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
693          * If needed we can still optimize that later with an
694          * empty IRQ.
695          */
696         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
697                 if (cpu != smp_processor_id() ||
698                     tick_nohz_tick_stopped())
699                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
700                 return true;
701         }
702
703         return false;
704 }
705
706 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
707 {
708         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
709                 wake_up_idle_cpu(cpu);
710 }
711
712 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
713 {
714         int cpu = smp_processor_id();
715
716         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
717                 return false;
718
719         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
720                 return true;
721
722         /*
723          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
724          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
725          */
726         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
727         return false;
728 }
729
730 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
731
732 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
733 {
734         return false;
735 }
736
737 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
738
739 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
740 bool sched_can_stop_tick(void)
741 {
742         /*
743          * More than one running task need preemption.
744          * nr_running update is assumed to be visible
745          * after IPI is sent from wakers.
746          */
747         if (this_rq()->nr_running > 1)
748                 return false;
749
750         return true;
751 }
752 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
753
754 void sched_avg_update(struct rq *rq)
755 {
756         s64 period = sched_avg_period();
757
758         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
759                 /*
760                  * Inline assembly required to prevent the compiler
761                  * optimising this loop into a divmod call.
762                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
763                  */
764                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
765                 rq->age_stamp += period;
766                 rq->rt_avg /= 2;
767         }
768 }
769
770 #endif /* CONFIG_SMP */
771
772 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
773                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
774 /*
775  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
776  * node and @up when leaving it for the final time.
777  *
778  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
779  */
780 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
781                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
782 {
783         struct task_group *parent, *child;
784         int ret;
785
786         parent = from;
787
788 down:
789         ret = (*down)(parent, data);
790         if (ret)
791                 goto out;
792         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
793                 parent = child;
794                 goto down;
795
796 up:
797                 continue;
798         }
799         ret = (*up)(parent, data);
800         if (ret || parent == from)
801                 goto out;
802
803         child = parent;
804         parent = parent->parent;
805         if (parent)
806                 goto up;
807 out:
808         return ret;
809 }
810
811 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
812 {
813         return 0;
814 }
815 #endif
816
817 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
818 {
819         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
820         struct load_weight *load = &p->se.load;
821
822         /*
823          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
824          */
825         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
826                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
827                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
828                 return;
829         }
830
831         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
832         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
833 }
834
835 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
836 {
837         update_rq_clock(rq);
838         sched_info_queued(rq, p);
839         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
840 }
841
842 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
843 {
844         update_rq_clock(rq);
845         sched_info_dequeued(rq, p);
846         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
847 }
848
849 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
850 {
851         if (task_contributes_to_load(p))
852                 rq->nr_uninterruptible--;
853
854         enqueue_task(rq, p, flags);
855 }
856
857 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
858 {
859         if (task_contributes_to_load(p))
860                 rq->nr_uninterruptible++;
861
862         dequeue_task(rq, p, flags);
863 }
864
865 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
866 {
867 /*
868  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
869  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
870  */
871 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
872         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
873 #endif
874 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
875         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
876
877         /*
878          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
879          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
880          * {soft,}irq region.
881          *
882          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
883          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
884          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
885          * monotonic.
886          *
887          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
888          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
889          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
890          * atomic ops.
891          */
892         if (irq_delta > delta)
893                 irq_delta = delta;
894
895         rq->prev_irq_time += irq_delta;
896         delta -= irq_delta;
897 #endif
898 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
899         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
900                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
901                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
902
903                 if (unlikely(steal > delta))
904                         steal = delta;
905
906                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
907                 delta -= steal;
908         }
909 #endif
910
911         rq->clock_task += delta;
912
913 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
914         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
915                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
916 #endif
917 }
918
919 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
920 {
921         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
922         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
923
924         if (stop) {
925                 /*
926                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
927                  * userspace knows about and won't get confused about.
928                  *
929                  * Also, it will make PI more or less work without too
930                  * much confusion -- but then, stop work should not
931                  * rely on PI working anyway.
932                  */
933                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
934
935                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
936         }
937
938         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
939
940         if (old_stop) {
941                 /*
942                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
943                  * it can die in pieces.
944                  */
945                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
946         }
947 }
948
949 /*
950  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
951  */
952 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
953 {
954         return p->static_prio;
955 }
956
957 /*
958  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
959  * without taking RT-inheritance into account. Might be
960  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
961  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
962  * estimator recalculates.
963  */
964 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
965 {
966         int prio;
967
968         if (task_has_dl_policy(p))
969                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
970         else if (task_has_rt_policy(p))
971                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
972         else
973                 prio = __normal_prio(p);
974         return prio;
975 }
976
977 /*
978  * Calculate the current priority, i.e. the priority
979  * taken into account by the scheduler. This value might
980  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
981  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
982  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
983  */
984 static int effective_prio(struct task_struct *p)
985 {
986         p->normal_prio = normal_prio(p);
987         /*
988          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
989          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
990          * to the normal priority:
991          */
992         if (!rt_prio(p->prio))
993                 return p->normal_prio;
994         return p->prio;
995 }
996
997 /**
998  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
999  * @p: the task in question.
1000  *
1001  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1002  */
1003 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1004 {
1005         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1006 }
1007
1008 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1009                                        const struct sched_class *prev_class,
1010                                        int oldprio)
1011 {
1012         if (prev_class != p->sched_class) {
1013                 if (prev_class->switched_from)
1014                         prev_class->switched_from(rq, p);
1015                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1016         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1017                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1018 }
1019
1020 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1021 {
1022         const struct sched_class *class;
1023
1024         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1025                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1026         } else {
1027                 for_each_class(class) {
1028                         if (class == rq->curr->sched_class)
1029                                 break;
1030                         if (class == p->sched_class) {
1031                                 resched_curr(rq);
1032                                 break;
1033                         }
1034                 }
1035         }
1036
1037         /*
1038          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1039          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1040          */
1041         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1042                 rq->skip_clock_update = 1;
1043 }
1044
1045 #ifdef CONFIG_SMP
1046 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1047 {
1048 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1049         /*
1050          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1051          * ttwu() will sort out the placement.
1052          */
1053         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1054                         !(task_preempt_count(p) & PREEMPT_ACTIVE));
1055
1056 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1057         /*
1058          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1059          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1060          *
1061          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1062          * see task_group().
1063          *
1064          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1065          * task_rq_lock().
1066          */
1067         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1068                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1069 #endif
1070 #endif
1071
1072         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1073
1074         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1075                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1076                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1077                 p->se.nr_migrations++;
1078                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1079         }
1080
1081         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1082 }
1083
1084 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1085 {
1086         if (p->on_rq) {
1087                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1088
1089                 src_rq = task_rq(p);
1090                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1091
1092                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1093                 set_task_cpu(p, cpu);
1094                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1095                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1096         } else {
1097                 /*
1098                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1099                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1100                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1101                  */
1102                 p->wake_cpu = cpu;
1103         }
1104 }
1105
1106 struct migration_swap_arg {
1107         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1108         int src_cpu, dst_cpu;
1109 };
1110
1111 static int migrate_swap_stop(void *data)
1112 {
1113         struct migration_swap_arg *arg = data;
1114         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1115         int ret = -EAGAIN;
1116
1117         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1118         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1119
1120         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1121                         &arg->dst_task->pi_lock);
1122         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1123         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1124                 goto unlock;
1125
1126         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1127                 goto unlock;
1128
1129         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1130                 goto unlock;
1131
1132         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1133                 goto unlock;
1134
1135         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1136         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1137
1138         ret = 0;
1139
1140 unlock:
1141         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1142         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1143         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1144
1145         return ret;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Cross migrate two tasks
1150  */
1151 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1152 {
1153         struct migration_swap_arg arg;
1154         int ret = -EINVAL;
1155
1156         arg = (struct migration_swap_arg){
1157                 .src_task = cur,
1158                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1159                 .dst_task = p,
1160                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1161         };
1162
1163         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1164                 goto out;
1165
1166         /*
1167          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1168          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1169          */
1170         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1171                 goto out;
1172
1173         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1174                 goto out;
1175
1176         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1177                 goto out;
1178
1179         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1180         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1181
1182 out:
1183         return ret;
1184 }
1185
1186 struct migration_arg {
1187         struct task_struct *task;
1188         int dest_cpu;
1189 };
1190
1191 static int migration_cpu_stop(void *data);
1192
1193 /*
1194  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1195  *
1196  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1197  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1198  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1199  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1200  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1201  * @p has remained unscheduled the whole time.
1202  *
1203  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1204  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1205  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1206  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1207  * waiting to become inactive.
1208  */
1209 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1210 {
1211         unsigned long flags;
1212         int running, on_rq;
1213         unsigned long ncsw;
1214         struct rq *rq;
1215
1216         for (;;) {
1217                 /*
1218                  * We do the initial early heuristics without holding
1219                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1220                  * the runqueue lock when things look like they will
1221                  * work out!
1222                  */
1223                 rq = task_rq(p);
1224
1225                 /*
1226                  * If the task is actively running on another CPU
1227                  * still, just relax and busy-wait without holding
1228                  * any locks.
1229                  *
1230                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1231                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1232                  * But we don't care, since "task_running()" will
1233                  * return false if the runqueue has changed and p
1234                  * is actually now running somewhere else!
1235                  */
1236                 while (task_running(rq, p)) {
1237                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1238                                 return 0;
1239                         cpu_relax();
1240                 }
1241
1242                 /*
1243                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1244                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1245                  * just go back and repeat.
1246                  */
1247                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1248                 trace_sched_wait_task(p);
1249                 running = task_running(rq, p);
1250                 on_rq = p->on_rq;
1251                 ncsw = 0;
1252                 if (!match_state || p->state == match_state)
1253                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1254                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1255
1256                 /*
1257                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1258                  */
1259                 if (unlikely(!ncsw))
1260                         break;
1261
1262                 /*
1263                  * Was it really running after all now that we
1264                  * checked with the proper locks actually held?
1265                  *
1266                  * Oops. Go back and try again..
1267                  */
1268                 if (unlikely(running)) {
1269                         cpu_relax();
1270                         continue;
1271                 }
1272
1273                 /*
1274                  * It's not enough that it's not actively running,
1275                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1276                  * preempted!
1277                  *
1278                  * So if it was still runnable (but just not actively
1279                  * running right now), it's preempted, and we should
1280                  * yield - it could be a while.
1281                  */
1282                 if (unlikely(on_rq)) {
1283                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1284
1285                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1286                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1287                         continue;
1288                 }
1289
1290                 /*
1291                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1292                  * runnable, which means that it will never become
1293                  * running in the future either. We're all done!
1294                  */
1295                 break;
1296         }
1297
1298         return ncsw;
1299 }
1300
1301 /***
1302  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1303  * @p: the to-be-kicked thread
1304  *
1305  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1306  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1307  *
1308  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1309  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1310  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1311  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1312  * achieved as well.
1313  */
1314 void kick_process(struct task_struct *p)
1315 {
1316         int cpu;
1317
1318         preempt_disable();
1319         cpu = task_cpu(p);
1320         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1321                 smp_send_reschedule(cpu);
1322         preempt_enable();
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1325 #endif /* CONFIG_SMP */
1326
1327 #ifdef CONFIG_SMP
1328 /*
1329  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1330  */
1331 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1332 {
1333         int nid = cpu_to_node(cpu);
1334         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1335         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1336         int dest_cpu;
1337
1338         /*
1339          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1340          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1341          * select the cpu on the other node.
1342          */
1343         if (nid != -1) {
1344                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1345
1346                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1347                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1348                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1349                                 continue;
1350                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1351                                 continue;
1352                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1353                                 return dest_cpu;
1354                 }
1355         }
1356
1357         for (;;) {
1358                 /* Any allowed, online CPU? */
1359                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1360                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1361                                 continue;
1362                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1363                                 continue;
1364                         goto out;
1365                 }
1366
1367                 switch (state) {
1368                 case cpuset:
1369                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1370                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1371                         state = possible;
1372                         break;
1373
1374                 case possible:
1375                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1376                         state = fail;
1377                         break;
1378
1379                 case fail:
1380                         BUG();
1381                         break;
1382                 }
1383         }
1384
1385 out:
1386         if (state != cpuset) {
1387                 /*
1388                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1389                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1390                  * leave kernel.
1391                  */
1392                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1393                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1394                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1395                 }
1396         }
1397
1398         return dest_cpu;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1403  */
1404 static inline
1405 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1406 {
1407         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1408
1409         /*
1410          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1411          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1412          * cpu.
1413          *
1414          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1415          *
1416          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1417          *   not worry about this generic constraint ]
1418          */
1419         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1420                      !cpu_online(cpu)))
1421                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1422
1423         return cpu;
1424 }
1425
1426 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1427 {
1428         s64 diff = sample - *avg;
1429         *avg += diff >> 3;
1430 }
1431 #endif
1432
1433 static void
1434 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1435 {
1436 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1437         struct rq *rq = this_rq();
1438
1439 #ifdef CONFIG_SMP
1440         int this_cpu = smp_processor_id();
1441
1442         if (cpu == this_cpu) {
1443                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1444                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1445         } else {
1446                 struct sched_domain *sd;
1447
1448                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1449                 rcu_read_lock();
1450                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1451                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1452                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1453                                 break;
1454                         }
1455                 }
1456                 rcu_read_unlock();
1457         }
1458
1459         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1460                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1461
1462 #endif /* CONFIG_SMP */
1463
1464         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1465         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1466
1467         if (wake_flags & WF_SYNC)
1468                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1469
1470 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1471 }
1472
1473 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1474 {
1475         activate_task(rq, p, en_flags);
1476         p->on_rq = 1;
1477
1478         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1479         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1480                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1481 }
1482
1483 /*
1484  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1485  */
1486 static void
1487 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1488 {
1489         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1490         trace_sched_wakeup(p, true);
1491
1492         p->state = TASK_RUNNING;
1493 #ifdef CONFIG_SMP
1494         if (p->sched_class->task_woken)
1495                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1496
1497         if (rq->idle_stamp) {
1498                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1499                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1500
1501                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1502
1503                 if (rq->avg_idle > max)
1504                         rq->avg_idle = max;
1505
1506                 rq->idle_stamp = 0;
1507         }
1508 #endif
1509 }
1510
1511 static void
1512 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1513 {
1514 #ifdef CONFIG_SMP
1515         if (p->sched_contributes_to_load)
1516                 rq->nr_uninterruptible--;
1517 #endif
1518
1519         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1520         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1525  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1526  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1527  * the task is still ->on_rq.
1528  */
1529 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1530 {
1531         struct rq *rq;
1532         int ret = 0;
1533
1534         rq = __task_rq_lock(p);
1535         if (p->on_rq) {
1536                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1537                 update_rq_clock(rq);
1538                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1539                 ret = 1;
1540         }
1541         __task_rq_unlock(rq);
1542
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 #ifdef CONFIG_SMP
1547 void sched_ttwu_pending(void)
1548 {
1549         struct rq *rq = this_rq();
1550         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1551         struct task_struct *p;
1552         unsigned long flags;
1553
1554         if (!llist)
1555                 return;
1556
1557         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1558
1559         while (llist) {
1560                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1561                 llist = llist_next(llist);
1562                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1563         }
1564
1565         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1566 }
1567
1568 void scheduler_ipi(void)
1569 {
1570         /*
1571          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1572          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1573          * this IPI.
1574          */
1575         preempt_fold_need_resched();
1576
1577         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1578                 return;
1579
1580         /*
1581          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1582          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1583          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1584          * we do call them.
1585          *
1586          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1587          * properly.
1588          *
1589          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1590          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1591          * somewhat pessimize the simple resched case.
1592          */
1593         irq_enter();
1594         sched_ttwu_pending();
1595
1596         /*
1597          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1598          */
1599         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1600                 this_rq()->idle_balance = 1;
1601                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1602         }
1603         irq_exit();
1604 }
1605
1606 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1607 {
1608         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1609
1610         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1611                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1612                         smp_send_reschedule(cpu);
1613                 else
1614                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1615         }
1616 }
1617
1618 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1619 {
1620         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1621 }
1622 #endif /* CONFIG_SMP */
1623
1624 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1625 {
1626         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1627
1628 #if defined(CONFIG_SMP)
1629         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1630                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1631                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1632                 return;
1633         }
1634 #endif
1635
1636         raw_spin_lock(&rq->lock);
1637         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1638         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1639 }
1640
1641 /**
1642  * try_to_wake_up - wake up a thread
1643  * @p: the thread to be awakened
1644  * @state: the mask of task states that can be woken
1645  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1646  *
1647  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1648  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1649  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1650  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1651  * runnable without the overhead of this.
1652  *
1653  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1654  * or @state didn't match @p's state.
1655  */
1656 static int
1657 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1658 {
1659         unsigned long flags;
1660         int cpu, success = 0;
1661
1662         /*
1663          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1664          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1665          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1666          * set_current_state() the waiting thread does.
1667          */
1668         smp_mb__before_spinlock();
1669         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1670         if (!(p->state & state))
1671                 goto out;
1672
1673         success = 1; /* we're going to change ->state */
1674         cpu = task_cpu(p);
1675
1676         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1677                 goto stat;
1678
1679 #ifdef CONFIG_SMP
1680         /*
1681          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1682          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1683          */
1684         while (p->on_cpu)
1685                 cpu_relax();
1686         /*
1687          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1688          */
1689         smp_rmb();
1690
1691         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1692         p->state = TASK_WAKING;
1693
1694         if (p->sched_class->task_waking)
1695                 p->sched_class->task_waking(p);
1696
1697         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1698         if (task_cpu(p) != cpu) {
1699                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1700                 set_task_cpu(p, cpu);
1701         }
1702 #endif /* CONFIG_SMP */
1703
1704         ttwu_queue(p, cpu);
1705 stat:
1706         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1707 out:
1708         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1709
1710         return success;
1711 }
1712
1713 /**
1714  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1715  * @p: the thread to be awakened
1716  *
1717  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1718  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1719  * the current task.
1720  */
1721 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1722 {
1723         struct rq *rq = task_rq(p);
1724
1725         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1726             WARN_ON_ONCE(p == current))
1727                 return;
1728
1729         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1730
1731         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1732                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1733                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1734                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1735         }
1736
1737         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1738                 goto out;
1739
1740         if (!p->on_rq)
1741                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1742
1743         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1744         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1745 out:
1746         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1747 }
1748
1749 /**
1750  * wake_up_process - Wake up a specific process
1751  * @p: The process to be woken up.
1752  *
1753  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1754  * processes.
1755  *
1756  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
1757  *
1758  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1759  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1760  */
1761 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1762 {
1763         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1764         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1765 }
1766 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1767
1768 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1769 {
1770         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1775  * p is forked by current.
1776  *
1777  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1778  */
1779 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1780 {
1781         p->on_rq                        = 0;
1782
1783         p->se.on_rq                     = 0;
1784         p->se.exec_start                = 0;
1785         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1786         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1787         p->se.nr_migrations             = 0;
1788         p->se.vruntime                  = 0;
1789         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1790
1791 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1792         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1793 #endif
1794
1795         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
1796         hrtimer_init(&p->dl.dl_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1797         p->dl.dl_runtime = p->dl.runtime = 0;
1798         p->dl.dl_deadline = p->dl.deadline = 0;
1799         p->dl.dl_period = 0;
1800         p->dl.flags = 0;
1801
1802         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1803
1804 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1805         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1806 #endif
1807
1808 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1809         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1810                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1811                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1812         }
1813
1814         if (clone_flags & CLONE_VM)
1815                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
1816         else
1817                 p->numa_preferred_nid = -1;
1818
1819         p->node_stamp = 0ULL;
1820         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1821         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1822         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1823         p->numa_faults_memory = NULL;
1824         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1825         p->last_task_numa_placement = 0;
1826         p->last_sum_exec_runtime = 0;
1827
1828         INIT_LIST_HEAD(&p->numa_entry);
1829         p->numa_group = NULL;
1830 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1831 }
1832
1833 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1834 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1835 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1836 {
1837         if (enabled)
1838                 sched_feat_set("NUMA");
1839         else
1840                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1841 }
1842 #else
1843 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1844
1845 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1846 {
1847         numabalancing_enabled = enabled;
1848 }
1849 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1850
1851 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
1852 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
1853                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1854 {
1855         struct ctl_table t;
1856         int err;
1857         int state = numabalancing_enabled;
1858
1859         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1860                 return -EPERM;
1861
1862         t = *table;
1863         t.data = &state;
1864         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
1865         if (err < 0)
1866                 return err;
1867         if (write)
1868                 set_numabalancing_state(state);
1869         return err;
1870 }
1871 #endif
1872 #endif
1873
1874 /*
1875  * fork()/clone()-time setup:
1876  */
1877 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1878 {
1879         unsigned long flags;
1880         int cpu = get_cpu();
1881
1882         __sched_fork(clone_flags, p);
1883         /*
1884          * We mark the process as running here. This guarantees that
1885          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1886          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1887          */
1888         p->state = TASK_RUNNING;
1889
1890         /*
1891          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1892          */
1893         p->prio = current->normal_prio;
1894
1895         /*
1896          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1897          */
1898         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1899                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
1900                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1901                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1902                         p->rt_priority = 0;
1903                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1904                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1905
1906                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1907                 set_load_weight(p);
1908
1909                 /*
1910                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1911                  * fulfilled its duty:
1912                  */
1913                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1914         }
1915
1916         if (dl_prio(p->prio)) {
1917                 put_cpu();
1918                 return -EAGAIN;
1919         } else if (rt_prio(p->prio)) {
1920                 p->sched_class = &rt_sched_class;
1921         } else {
1922                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1923         }
1924
1925         if (p->sched_class->task_fork)
1926                 p->sched_class->task_fork(p);
1927
1928         /*
1929          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1930          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1931          * is ran before sched_fork().
1932          *
1933          * Silence PROVE_RCU.
1934          */
1935         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1936         set_task_cpu(p, cpu);
1937         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1938
1939 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1940         if (likely(sched_info_on()))
1941                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1942 #endif
1943 #if defined(CONFIG_SMP)
1944         p->on_cpu = 0;
1945 #endif
1946         init_task_preempt_count(p);
1947 #ifdef CONFIG_SMP
1948         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1949         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
1950 #endif
1951
1952         put_cpu();
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
1957 {
1958         if (runtime == RUNTIME_INF)
1959                 return 1ULL << 20;
1960
1961         /*
1962          * Doing this here saves a lot of checks in all
1963          * the calling paths, and returning zero seems
1964          * safe for them anyway.
1965          */
1966         if (period == 0)
1967                 return 0;
1968
1969         return div64_u64(runtime << 20, period);
1970 }
1971
1972 #ifdef CONFIG_SMP
1973 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
1974 {
1975         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
1976 }
1977
1978 static inline int dl_bw_cpus(int i)
1979 {
1980         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
1981         int cpus = 0;
1982
1983         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
1984                 cpus++;
1985
1986         return cpus;
1987 }
1988 #else
1989 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
1990 {
1991         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
1992 }
1993
1994 static inline int dl_bw_cpus(int i)
1995 {
1996         return 1;
1997 }
1998 #endif
1999
2000 static inline
2001 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
2002 {
2003         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
2004 }
2005
2006 static inline
2007 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
2008 {
2009         dl_b->total_bw += tsk_bw;
2010 }
2011
2012 static inline
2013 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
2014 {
2015         return dl_b->bw != -1 &&
2016                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
2017 }
2018
2019 /*
2020  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2021  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2022  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2023  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2024  *
2025  * This function is called while holding p's rq->lock.
2026  */
2027 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2028                        const struct sched_attr *attr)
2029 {
2030
2031         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2032         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2033         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2034         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2035         int cpus, err = -1;
2036
2037         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2038                 return 0;
2039
2040         /*
2041          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2042          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2043          * allocated bandwidth of the container.
2044          */
2045         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2046         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2047         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2048             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2049                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2050                 err = 0;
2051         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2052                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2053                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2054                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2055                 err = 0;
2056         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2057                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2058                 err = 0;
2059         }
2060         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2061
2062         return err;
2063 }
2064
2065 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2066
2067 /*
2068  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2069  *
2070  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2071  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2072  * on the runqueue and wakes it.
2073  */
2074 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2075 {
2076         unsigned long flags;
2077         struct rq *rq;
2078
2079         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2080 #ifdef CONFIG_SMP
2081         /*
2082          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2083          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2084          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2085          */
2086         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2087 #endif
2088
2089         /* Initialize new task's runnable average */
2090         init_task_runnable_average(p);
2091         rq = __task_rq_lock(p);
2092         activate_task(rq, p, 0);
2093         p->on_rq = 1;
2094         trace_sched_wakeup_new(p, true);
2095         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2096 #ifdef CONFIG_SMP
2097         if (p->sched_class->task_woken)
2098                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2099 #endif
2100         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2101 }
2102
2103 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2104
2105 /**
2106  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2107  * @notifier: notifier struct to register
2108  */
2109 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2110 {
2111         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2112 }
2113 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2114
2115 /**
2116  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2117  * @notifier: notifier struct to unregister
2118  *
2119  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2120  */
2121 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2122 {
2123         hlist_del(&notifier->link);
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2126
2127 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2128 {
2129         struct preempt_notifier *notifier;
2130
2131         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2132                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2133 }
2134
2135 static void
2136 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2137                                  struct task_struct *next)
2138 {
2139         struct preempt_notifier *notifier;
2140
2141         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2142                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2143 }
2144
2145 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2146
2147 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2148 {
2149 }
2150
2151 static void
2152 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2153                                  struct task_struct *next)
2154 {
2155 }
2156
2157 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2158
2159 /**
2160  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2161  * @rq: the runqueue preparing to switch
2162  * @prev: the current task that is being switched out
2163  * @next: the task we are going to switch to.
2164  *
2165  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2166  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2167  * switch.
2168  *
2169  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2170  * hooks.
2171  */
2172 static inline void
2173 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2174                     struct task_struct *next)
2175 {
2176         trace_sched_switch(prev, next);
2177         sched_info_switch(rq, prev, next);
2178         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2179         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2180         prepare_lock_switch(rq, next);
2181         prepare_arch_switch(next);
2182 }
2183
2184 /**
2185  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2186  * @rq: runqueue associated with task-switch
2187  * @prev: the thread we just switched away from.
2188  *
2189  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2190  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2191  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2192  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2193  *
2194  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2195  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2196  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2197  * details.)
2198  */
2199 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2200         __releases(rq->lock)
2201 {
2202         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2203         long prev_state;
2204
2205         rq->prev_mm = NULL;
2206
2207         /*
2208          * A task struct has one reference for the use as "current".
2209          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2210          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2211          * the scheduled task must drop that reference.
2212          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2213          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2214          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2215          * be dropped twice.
2216          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2217          */
2218         prev_state = prev->state;
2219         vtime_task_switch(prev);
2220         finish_arch_switch(prev);
2221         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2222         finish_lock_switch(rq, prev);
2223         finish_arch_post_lock_switch();
2224
2225         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2226         if (mm)
2227                 mmdrop(mm);
2228         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2229                 if (prev->sched_class->task_dead)
2230                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2231
2232                 /*
2233                  * Remove function-return probe instances associated with this
2234                  * task and put them back on the free list.
2235                  */
2236                 kprobe_flush_task(prev);
2237                 put_task_struct(prev);
2238         }
2239
2240         tick_nohz_task_switch(current);
2241 }
2242
2243 #ifdef CONFIG_SMP
2244
2245 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2246 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2247 {
2248         if (rq->post_schedule) {
2249                 unsigned long flags;
2250
2251                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2252                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2253                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2254                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2255
2256                 rq->post_schedule = 0;
2257         }
2258 }
2259
2260 #else
2261
2262 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2263 {
2264 }
2265
2266 #endif
2267
2268 /**
2269  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2270  * @prev: the thread we just switched away from.
2271  */
2272 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2273         __releases(rq->lock)
2274 {
2275         struct rq *rq = this_rq();
2276
2277         finish_task_switch(rq, prev);
2278
2279         /*
2280          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2281          * task_switch?
2282          */
2283         post_schedule(rq);
2284
2285 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2286         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2287         preempt_enable();
2288 #endif
2289         if (current->set_child_tid)
2290                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * context_switch - switch to the new MM and the new
2295  * thread's register state.
2296  */
2297 static inline void
2298 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2299                struct task_struct *next)
2300 {
2301         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2302
2303         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2304
2305         mm = next->mm;
2306         oldmm = prev->active_mm;
2307         /*
2308          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2309          * combine the page table reload and the switch backend into
2310          * one hypercall.
2311          */
2312         arch_start_context_switch(prev);
2313
2314         if (!mm) {
2315                 next->active_mm = oldmm;
2316                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2317                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2318         } else
2319                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2320
2321         if (!prev->mm) {
2322                 prev->active_mm = NULL;
2323                 rq->prev_mm = oldmm;
2324         }
2325         /*
2326          * Since the runqueue lock will be released by the next
2327          * task (which is an invalid locking op but in the case
2328          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2329          * do an early lockdep release here:
2330          */
2331 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2332         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2333 #endif
2334
2335         context_tracking_task_switch(prev, next);
2336         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2337         switch_to(prev, next, prev);
2338
2339         barrier();
2340         /*
2341          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2342          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2343          * frame will be invalid.
2344          */
2345         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * nr_running and nr_context_switches:
2350  *
2351  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2352  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2353  */
2354 unsigned long nr_running(void)
2355 {
2356         unsigned long i, sum = 0;
2357
2358         for_each_online_cpu(i)
2359                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2360
2361         return sum;
2362 }
2363
2364 unsigned long long nr_context_switches(void)
2365 {
2366         int i;
2367         unsigned long long sum = 0;
2368
2369         for_each_possible_cpu(i)
2370                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2371
2372         return sum;
2373 }
2374
2375 unsigned long nr_iowait(void)
2376 {
2377         unsigned long i, sum = 0;
2378
2379         for_each_possible_cpu(i)
2380                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2381
2382         return sum;
2383 }
2384
2385 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2386 {
2387         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2388         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2389 }
2390
2391 #ifdef CONFIG_SMP
2392
2393 /*
2394  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2395  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2396  */
2397 void sched_exec(void)
2398 {
2399         struct task_struct *p = current;
2400         unsigned long flags;
2401         int dest_cpu;
2402
2403         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2404         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2405         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2406                 goto unlock;
2407
2408         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2409                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2410
2411                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2412                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2413                 return;
2414         }
2415 unlock:
2416         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2417 }
2418
2419 #endif
2420
2421 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2422 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2423
2424 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2425 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2426
2427 /*
2428  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2429  * @p in case that task is currently running.
2430  *
2431  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2432  */
2433 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2434 {
2435         u64 ns = 0;
2436
2437         /*
2438          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2439          * project cycles that may never be accounted to this
2440          * thread, breaking clock_gettime().
2441          */
2442         if (task_current(rq, p) && p->on_rq) {
2443                 update_rq_clock(rq);
2444                 ns = rq_clock_task(rq) - p->se.exec_start;
2445                 if ((s64)ns < 0)
2446                         ns = 0;
2447         }
2448
2449         return ns;
2450 }
2451
2452 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2453 {
2454         unsigned long flags;
2455         struct rq *rq;
2456         u64 ns = 0;
2457
2458         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2459         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2460         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2461
2462         return ns;
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Return accounted runtime for the task.
2467  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2468  * pending runtime that have not been accounted yet.
2469  */
2470 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2471 {
2472         unsigned long flags;
2473         struct rq *rq;
2474         u64 ns = 0;
2475
2476 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2477         /*
2478          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2479          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2480          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2481          *
2482          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2483          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2484          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2485          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2486          * been accounted, so we're correct here as well.
2487          */
2488         if (!p->on_cpu || !p->on_rq)
2489                 return p->se.sum_exec_runtime;
2490 #endif
2491
2492         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2493         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2494         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2495
2496         return ns;
2497 }
2498
2499 /*
2500  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2501  * We call it with interrupts disabled.
2502  */
2503 void scheduler_tick(void)
2504 {
2505         int cpu = smp_processor_id();
2506         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2507         struct task_struct *curr = rq->curr;
2508
2509         sched_clock_tick();
2510
2511         raw_spin_lock(&rq->lock);
2512         update_rq_clock(rq);
2513         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2514         update_cpu_load_active(rq);
2515         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2516
2517         perf_event_task_tick();
2518
2519 #ifdef CONFIG_SMP
2520         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2521         trigger_load_balance(rq);
2522 #endif
2523         rq_last_tick_reset(rq);
2524 }
2525
2526 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2527 /**
2528  * scheduler_tick_max_deferment
2529  *
2530  * Keep at least one tick per second when a single
2531  * active task is running because the scheduler doesn't
2532  * yet completely support full dynticks environment.
2533  *
2534  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2535  * balancing, etc... continue to move forward, even
2536  * with a very low granularity.
2537  *
2538  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
2539  */
2540 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2541 {
2542         struct rq *rq = this_rq();
2543         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2544
2545         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2546
2547         if (time_before_eq(next, now))
2548                 return 0;
2549
2550         return jiffies_to_nsecs(next - now);
2551 }
2552 #endif
2553
2554 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2555 {
2556         if (in_lock_functions(addr)) {
2557                 addr = CALLER_ADDR2;
2558                 if (in_lock_functions(addr))
2559                         addr = CALLER_ADDR3;
2560         }
2561         return addr;
2562 }
2563
2564 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2565                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2566
2567 void preempt_count_add(int val)
2568 {
2569 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2570         /*
2571          * Underflow?
2572          */
2573         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2574                 return;
2575 #endif
2576         __preempt_count_add(val);
2577 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2578         /*
2579          * Spinlock count overflowing soon?
2580          */
2581         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2582                                 PREEMPT_MASK - 10);
2583 #endif
2584         if (preempt_count() == val) {
2585                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
2586 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2587                 current->preempt_disable_ip = ip;
2588 #endif
2589                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
2590         }
2591 }
2592 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
2593 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
2594
2595 void preempt_count_sub(int val)
2596 {
2597 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2598         /*
2599          * Underflow?
2600          */
2601         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2602                 return;
2603         /*
2604          * Is the spinlock portion underflowing?
2605          */
2606         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2607                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2608                 return;
2609 #endif
2610
2611         if (preempt_count() == val)
2612                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2613         __preempt_count_sub(val);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
2616 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
2617
2618 #endif
2619
2620 /*
2621  * Print scheduling while atomic bug:
2622  */
2623 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2624 {
2625         if (oops_in_progress)
2626                 return;
2627
2628         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2629                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2630
2631         debug_show_held_locks(prev);
2632         print_modules();
2633         if (irqs_disabled())
2634                 print_irqtrace_events(prev);
2635 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2636         if (in_atomic_preempt_off()) {
2637                 pr_err("Preemption disabled at:");
2638                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
2639                 pr_cont("\n");
2640         }
2641 #endif
2642         dump_stack();
2643         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2644 }
2645
2646 /*
2647  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2648  */
2649 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2650 {
2651         /*
2652          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2653          * schedule() atomically, we ignore that path. Otherwise whine
2654          * if we are scheduling when we should not.
2655          */
2656         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && prev->state != TASK_DEAD))
2657                 __schedule_bug(prev);
2658         rcu_sleep_check();
2659
2660         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2661
2662         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Pick up the highest-prio task:
2667  */
2668 static inline struct task_struct *
2669 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2670 {
2671         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
2672         struct task_struct *p;
2673
2674         /*
2675          * Optimization: we know that if all tasks are in
2676          * the fair class we can call that function directly:
2677          */
2678         if (likely(prev->sched_class == class &&
2679                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2680                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
2681                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
2682                         goto again;
2683
2684                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
2685                 if (unlikely(!p))
2686                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
2687
2688                 return p;
2689         }
2690
2691 again:
2692         for_each_class(class) {
2693                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
2694                 if (p) {
2695                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
2696                                 goto again;
2697                         return p;
2698                 }
2699         }
2700
2701         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2702 }
2703
2704 /*
2705  * __schedule() is the main scheduler function.
2706  *
2707  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2708  *
2709  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2710  *
2711  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2712  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2713  *
2714  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2715  *      interrupt handler scheduler_tick().
2716  *
2717  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2718  *      task to the run-queue and that's it.
2719  *
2720  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2721  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2722  *      called on the nearest possible occasion:
2723  *
2724  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2725  *
2726  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2727  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2728  *           spin_unlock()!)
2729  *
2730  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2731  *           preemptible context
2732  *
2733  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2734  *         then at the next:
2735  *
2736  *          - cond_resched() call
2737  *          - explicit schedule() call
2738  *          - return from syscall or exception to user-space
2739  *          - return from interrupt-handler to user-space
2740  */
2741 static void __sched __schedule(void)
2742 {
2743         struct task_struct *prev, *next;
2744         unsigned long *switch_count;
2745         struct rq *rq;
2746         int cpu;
2747
2748 need_resched:
2749         preempt_disable();
2750         cpu = smp_processor_id();
2751         rq = cpu_rq(cpu);
2752         rcu_note_context_switch(cpu);
2753         prev = rq->curr;
2754
2755         schedule_debug(prev);
2756
2757         if (sched_feat(HRTICK))
2758                 hrtick_clear(rq);
2759
2760         /*
2761          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
2762          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
2763          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
2764          */
2765         smp_mb__before_spinlock();
2766         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2767
2768         switch_count = &prev->nivcsw;
2769         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2770                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2771                         prev->state = TASK_RUNNING;
2772                 } else {
2773                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2774                         prev->on_rq = 0;
2775
2776                         /*
2777                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2778                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2779                          * concurrency.
2780                          */
2781                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2782                                 struct task_struct *to_wakeup;
2783
2784                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2785                                 if (to_wakeup)
2786                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2787                         }
2788                 }
2789                 switch_count = &prev->nvcsw;
2790         }
2791
2792         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2793                 update_rq_clock(rq);
2794
2795         next = pick_next_task(rq, prev);
2796         clear_tsk_need_resched(prev);
2797         clear_preempt_need_resched();
2798         rq->skip_clock_update = 0;
2799
2800         if (likely(prev != next)) {
2801                 rq->nr_switches++;
2802                 rq->curr = next;
2803                 ++*switch_count;
2804
2805                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2806                 /*
2807                  * The context switch have flipped the stack from under us
2808                  * and restored the local variables which were saved when
2809                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2810                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2811                  */
2812                 cpu = smp_processor_id();
2813                 rq = cpu_rq(cpu);
2814         } else
2815                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2816
2817         post_schedule(rq);
2818
2819         sched_preempt_enable_no_resched();
2820         if (need_resched())
2821                 goto need_resched;
2822 }
2823
2824 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2825 {
2826         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2827                 return;
2828         /*
2829          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2830          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2831          */
2832         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2833                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2834 }
2835
2836 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
2837 {
2838         struct task_struct *tsk = current;
2839
2840         sched_submit_work(tsk);
2841         __schedule();
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2844
2845 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2846 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
2847 {
2848         /*
2849          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2850          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2851          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2852          * we find a better solution.
2853          */
2854         user_exit();
2855         schedule();
2856         user_enter();
2857 }
2858 #endif
2859
2860 /**
2861  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2862  *
2863  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2864  */
2865 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2866 {
2867         sched_preempt_enable_no_resched();
2868         schedule();
2869         preempt_disable();
2870 }
2871
2872 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2873 /*
2874  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
2875  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
2876  * occur there and call schedule directly.
2877  */
2878 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
2879 {
2880         /*
2881          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
2882          * we do not want to preempt the current task. Just return..
2883          */
2884         if (likely(!preemptible()))
2885                 return;
2886
2887         do {
2888                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
2889                 __schedule();
2890                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
2891
2892                 /*
2893                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
2894                  * between schedule and now.
2895                  */
2896                 barrier();
2897         } while (need_resched());
2898 }
2899 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
2900 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
2901 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
2902
2903 /*
2904  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
2905  * off of irq context.
2906  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
2907  * protect us against recursive calling from irq.
2908  */
2909 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
2910 {
2911         enum ctx_state prev_state;
2912
2913         /* Catch callers which need to be fixed */
2914         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
2915
2916         prev_state = exception_enter();
2917
2918         do {
2919                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
2920                 local_irq_enable();
2921                 __schedule();
2922                 local_irq_disable();
2923                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
2924
2925                 /*
2926                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
2927                  * between schedule and now.
2928                  */
2929                 barrier();
2930         } while (need_resched());
2931
2932         exception_exit(prev_state);
2933 }
2934
2935 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
2936                           void *key)
2937 {
2938         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
2939 }
2940 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
2941
2942 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
2943
2944 /*
2945  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
2946  * @p: task
2947  * @prio: prio value (kernel-internal form)
2948  *
2949  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
2950  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
2951  *
2952  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
2953  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
2954  */
2955 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
2956 {
2957         int oldprio, on_rq, running, enqueue_flag = 0;
2958         struct rq *rq;
2959         const struct sched_class *prev_class;
2960
2961         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
2962
2963         rq = __task_rq_lock(p);
2964
2965         /*
2966          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
2967          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
2968          *
2969          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
2970          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
2971          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
2972          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
2973          * with interrupts disabled and will complete the lock
2974          * protected section without being interrupted. So there is no
2975          * real need to boost.
2976          */
2977         if (unlikely(p == rq->idle)) {
2978                 WARN_ON(p != rq->curr);
2979                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
2980                 goto out_unlock;
2981         }
2982
2983         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
2984         oldprio = p->prio;
2985         prev_class = p->sched_class;
2986         on_rq = p->on_rq;
2987         running = task_current(rq, p);
2988         if (on_rq)
2989                 dequeue_task(rq, p, 0);
2990         if (running)
2991                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
2992
2993         /*
2994          * Boosting condition are:
2995          * 1. -rt task is running and holds mutex A
2996          *      --> -dl task blocks on mutex A
2997          *
2998          * 2. -dl task is running and holds mutex A
2999          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3000          *          running task
3001          */
3002         if (dl_prio(prio)) {
3003                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3004                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3005                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3006                         p->dl.dl_boosted = 1;
3007                         p->dl.dl_throttled = 0;
3008                         enqueue_flag = ENQUEUE_REPLENISH;
3009                 } else
3010                         p->dl.dl_boosted = 0;
3011                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3012         } else if (rt_prio(prio)) {
3013                 if (dl_prio(oldprio))
3014                         p->dl.dl_boosted = 0;
3015                 if (oldprio < prio)
3016                         enqueue_flag = ENQUEUE_HEAD;
3017                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3018         } else {
3019                 if (dl_prio(oldprio))
3020                         p->dl.dl_boosted = 0;
3021                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3022         }
3023
3024         p->prio = prio;
3025
3026         if (running)
3027                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3028         if (on_rq)
3029                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3030
3031         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3032 out_unlock:
3033         __task_rq_unlock(rq);
3034 }
3035 #endif
3036
3037 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3038 {
3039         int old_prio, delta, on_rq;
3040         unsigned long flags;
3041         struct rq *rq;
3042
3043         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3044                 return;
3045         /*
3046          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3047          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3048          */
3049         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3050         /*
3051          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3052          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3053          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3054          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3055          */
3056         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3057                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3058                 goto out_unlock;
3059         }
3060         on_rq = p->on_rq;
3061         if (on_rq)
3062                 dequeue_task(rq, p, 0);
3063
3064         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3065         set_load_weight(p);
3066         old_prio = p->prio;
3067         p->prio = effective_prio(p);
3068         delta = p->prio - old_prio;
3069
3070         if (on_rq) {
3071                 enqueue_task(rq, p, 0);
3072                 /*
3073                  * If the task increased its priority or is running and
3074                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3075                  */
3076                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3077                         resched_curr(rq);
3078         }
3079 out_unlock:
3080         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3081 }
3082 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3083
3084 /*
3085  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3086  * @p: task
3087  * @nice: nice value
3088  */
3089 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3090 {
3091         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3092         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3093
3094         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3095                 capable(CAP_SYS_NICE));
3096 }
3097
3098 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3099
3100 /*
3101  * sys_nice - change the priority of the current process.
3102  * @increment: priority increment
3103  *
3104  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3105  * does similar things.
3106  */
3107 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3108 {
3109         long nice, retval;
3110
3111         /*
3112          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3113          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3114          * and we have a single winner.
3115          */
3116         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3117         nice = task_nice(current) + increment;
3118
3119         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3120         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3121                 return -EPERM;
3122
3123         retval = security_task_setnice(current, nice);
3124         if (retval)
3125                 return retval;
3126
3127         set_user_nice(current, nice);
3128         return 0;
3129 }
3130
3131 #endif
3132
3133 /**
3134  * task_prio - return the priority value of a given task.
3135  * @p: the task in question.
3136  *
3137  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3138  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3139  * around 0, value goes from -16 to +15.
3140  */
3141 int task_prio(const struct task_struct *p)
3142 {
3143         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3144 }
3145
3146 /**
3147  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3148  * @cpu: the processor in question.
3149  *
3150  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3151  */
3152 int idle_cpu(int cpu)
3153 {
3154         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3155
3156         if (rq->curr != rq->idle)
3157                 return 0;
3158
3159         if (rq->nr_running)
3160                 return 0;
3161
3162 #ifdef CONFIG_SMP
3163         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3164                 return 0;
3165 #endif
3166
3167         return 1;
3168 }
3169
3170 /**
3171  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3172  * @cpu: the processor in question.
3173  *
3174  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3175  */
3176 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3177 {
3178         return cpu_rq(cpu)->idle;
3179 }
3180
3181 /**
3182  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3183  * @pid: the pid in question.
3184  *
3185  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3186  */
3187 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3188 {
3189         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3190 }
3191
3192 /*
3193  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3194  * SCHED_DEADLINE task.
3195  *
3196  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3197  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3198  * for the first time with its new policy.
3199  */
3200 static void
3201 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3202 {
3203         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3204
3205         init_dl_task_timer(dl_se);
3206         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3207         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3208         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3209         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3210         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3211         dl_se->dl_throttled = 0;
3212         dl_se->dl_new = 1;
3213         dl_se->dl_yielded = 0;
3214 }
3215
3216 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3217                 const struct sched_attr *attr)
3218 {
3219         int policy = attr->sched_policy;
3220
3221         if (policy == -1) /* setparam */
3222                 policy = p->policy;
3223
3224         p->policy = policy;
3225
3226         if (dl_policy(policy))
3227                 __setparam_dl(p, attr);
3228         else if (fair_policy(policy))
3229                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3230
3231         /*
3232          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3233          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3234          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3235          */
3236         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3237         p->normal_prio = normal_prio(p);
3238         set_load_weight(p);
3239 }
3240
3241 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3242 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3243                            const struct sched_attr *attr)
3244 {
3245         __setscheduler_params(p, attr);
3246
3247         /*
3248          * If we get here, there was no pi waiters boosting the
3249          * task. It is safe to use the normal prio.
3250          */
3251         p->prio = normal_prio(p);
3252
3253         if (dl_prio(p->prio))
3254                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3255         else if (rt_prio(p->prio))
3256                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3257         else
3258                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3259 }
3260
3261 static void
3262 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3263 {
3264         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3265
3266         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3267         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3268         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3269         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3270         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3271 }
3272
3273 /*
3274  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3275  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3276  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3277  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3278  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3279  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3280  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3281  * sched_period, as the latter can be zero).
3282  */
3283 static bool
3284 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3285 {
3286         /* deadline != 0 */
3287         if (attr->sched_deadline == 0)
3288                 return false;
3289
3290         /*
3291          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3292          * that big.
3293          */
3294         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3295                 return false;
3296
3297         /*
3298          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3299          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3300          */
3301         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3302             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3303                 return false;
3304
3305         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3306         if ((attr->sched_period != 0 &&
3307              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3308             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3309                 return false;
3310
3311         return true;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * check the target process has a UID that matches the current process's
3316  */
3317 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3318 {
3319         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3320         bool match;
3321
3322         rcu_read_lock();
3323         pcred = __task_cred(p);
3324         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3325                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3326         rcu_read_unlock();
3327         return match;
3328 }
3329
3330 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3331                                 const struct sched_attr *attr,
3332                                 bool user)
3333 {
3334         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3335                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3336         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3337         int policy = attr->sched_policy;
3338         unsigned long flags;
3339         const struct sched_class *prev_class;
3340         struct rq *rq;
3341         int reset_on_fork;
3342
3343         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3344         BUG_ON(in_interrupt());
3345 recheck:
3346         /* double check policy once rq lock held */
3347         if (policy < 0) {
3348                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3349                 policy = oldpolicy = p->policy;
3350         } else {
3351                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3352
3353                 if (policy != SCHED_DEADLINE &&
3354                                 policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3355                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3356                                 policy != SCHED_IDLE)
3357                         return -EINVAL;
3358         }
3359
3360         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
3361                 return -EINVAL;
3362
3363         /*
3364          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3365          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3366          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3367          */
3368         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3369             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3370                 return -EINVAL;
3371         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
3372             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
3373                 return -EINVAL;
3374
3375         /*
3376          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3377          */
3378         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3379                 if (fair_policy(policy)) {
3380                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
3381                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
3382                                 return -EPERM;
3383                 }
3384
3385                 if (rt_policy(policy)) {
3386                         unsigned long rlim_rtprio =
3387                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3388
3389                         /* can't set/change the rt policy */
3390                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3391                                 return -EPERM;
3392
3393                         /* can't increase priority */
3394                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
3395                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
3396                                 return -EPERM;
3397                 }
3398
3399                  /*
3400                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
3401                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
3402                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
3403                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
3404                   */
3405                 if (dl_policy(policy))
3406                         return -EPERM;
3407
3408                 /*
3409                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3410                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3411                  */
3412                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3413                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
3414                                 return -EPERM;
3415                 }
3416
3417                 /* can't change other user's priorities */
3418                 if (!check_same_owner(p))
3419                         return -EPERM;
3420
3421                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3422                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3423                         return -EPERM;
3424         }
3425
3426         if (user) {
3427                 retval = security_task_setscheduler(p);
3428                 if (retval)
3429                         return retval;
3430         }
3431
3432         /*
3433          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3434          * changing the priority of the task:
3435          *
3436          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3437          * runqueue lock must be held.
3438          */
3439         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3440
3441         /*
3442          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3443          */
3444         if (p == rq->stop) {
3445                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3446                 return -EINVAL;
3447         }
3448
3449         /*
3450          * If not changing anything there's no need to proceed further,
3451          * but store a possible modification of reset_on_fork.
3452          */
3453         if (unlikely(policy == p->policy)) {
3454                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
3455                         goto change;
3456                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
3457                         goto change;
3458                 if (dl_policy(policy))
3459                         goto change;
3460
3461                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3462                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3463                 return 0;
3464         }
3465 change:
3466
3467         if (user) {
3468 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3469                 /*
3470                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3471                  * assigned.
3472                  */
3473                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3474                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3475                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3476                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3477                         return -EPERM;
3478                 }
3479 #endif
3480 #ifdef CONFIG_SMP
3481                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
3482                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
3483
3484                         /*
3485                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
3486                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
3487                          * will also fail if there's no bandwidth available.
3488                          */
3489                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
3490                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
3491                                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3492                                 return -EPERM;
3493                         }
3494                 }
3495 #endif
3496         }
3497
3498         /* recheck policy now with rq lock held */
3499         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3500                 policy = oldpolicy = -1;
3501                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3502                 goto recheck;
3503         }
3504
3505         /*
3506          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
3507          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
3508          * is available.
3509          */
3510         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
3511                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3512                 return -EBUSY;
3513         }
3514
3515         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
3516         oldprio = p->prio;
3517
3518         /*
3519          * Special case for priority boosted tasks.
3520          *
3521          * If the new priority is lower or equal (user space view)
3522          * than the current (boosted) priority, we just store the new
3523          * normal parameters and do not touch the scheduler class and
3524          * the runqueue. This will be done when the task deboost
3525          * itself.
3526          */
3527         if (rt_mutex_check_prio(p, newprio)) {
3528                 __setscheduler_params(p, attr);
3529                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3530                 return 0;
3531         }
3532
3533         on_rq = p->on_rq;
3534         running = task_current(rq, p);
3535         if (on_rq)
3536                 dequeue_task(rq, p, 0);
3537         if (running)
3538                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3539
3540         prev_class = p->sched_class;
3541         __setscheduler(rq, p, attr);
3542
3543         if (running)
3544                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3545         if (on_rq) {
3546                 /*
3547                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
3548                  * increased (user space view).
3549                  */
3550                 enqueue_task(rq, p, oldprio <= p->prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3551         }
3552
3553         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3554         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3555
3556         rt_mutex_adjust_pi(p);
3557
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3562                                const struct sched_param *param, bool check)
3563 {
3564         struct sched_attr attr = {
3565                 .sched_policy   = policy,
3566                 .sched_priority = param->sched_priority,
3567                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
3568         };
3569
3570         /*
3571          * Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack
3572          */
3573         if (policy & SCHED_RESET_ON_FORK) {
3574                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
3575                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3576                 attr.sched_policy = policy;
3577         }
3578
3579         return __sched_setscheduler(p, &attr, check);
3580 }
3581 /**
3582  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
3583  * @p: the task in question.
3584  * @policy: new policy.
3585  * @param: structure containing the new RT priority.
3586  *
3587  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
3588  *
3589  * NOTE that the task may be already dead.
3590  */
3591 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3592                        const struct sched_param *param)
3593 {
3594         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
3597
3598 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3599 {
3600         return __sched_setscheduler(p, attr, true);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
3603
3604 /**
3605  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
3606  * @p: the task in question.
3607  * @policy: new policy.
3608  * @param: structure containing the new RT priority.
3609  *
3610  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
3611  * current context has permission.  For example, this is needed in
3612  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
3613  * but our caller might not have that capability.
3614  *
3615  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
3616  */
3617 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
3618                                const struct sched_param *param)
3619 {
3620         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
3621 }
3622
3623 static int
3624 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
3625 {
3626         struct sched_param lparam;
3627         struct task_struct *p;
3628         int retval;
3629
3630         if (!param || pid < 0)
3631                 return -EINVAL;
3632         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
3633                 return -EFAULT;
3634
3635         rcu_read_lock();
3636         retval = -ESRCH;
3637         p = find_process_by_pid(pid);
3638         if (p != NULL)
3639                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
3640         rcu_read_unlock();
3641
3642         return retval;
3643 }
3644
3645 /*
3646  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
3647  */
3648 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
3649                            struct sched_attr *attr)
3650 {
3651         u32 size;
3652         int ret;
3653
3654         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
3655                 return -EFAULT;
3656
3657         /*
3658          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
3659          */
3660         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
3661
3662         ret = get_user(size, &uattr->size);
3663         if (ret)
3664                 return ret;
3665
3666         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
3667                 goto err_size;
3668
3669         if (!size)              /* abi compat */
3670                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
3671
3672         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
3673                 goto err_size;
3674
3675         /*
3676          * If we're handed a bigger struct than we know of,
3677          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
3678          * user-space does not rely on any kernel feature
3679          * extensions we dont know about yet.
3680          */
3681         if (size > sizeof(*attr)) {
3682                 unsigned char __user *addr;
3683                 unsigned char __user *end;
3684                 unsigned char val;
3685
3686                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
3687                 end  = (void __user *)uattr + size;
3688
3689                 for (; addr < end; addr++) {
3690                         ret = get_user(val, addr);
3691                         if (ret)
3692                                 return ret;
3693                         if (val)
3694                                 goto err_size;
3695                 }
3696                 size = sizeof(*attr);
3697         }
3698
3699         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
3700         if (ret)
3701                 return -EFAULT;
3702
3703         /*
3704          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
3705          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
3706          */
3707         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3708
3709         return 0;
3710
3711 err_size:
3712         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
3713         return -E2BIG;
3714 }
3715
3716 /**
3717  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
3718  * @pid: the pid in question.
3719  * @policy: new policy.
3720  * @param: structure containing the new RT priority.
3721  *
3722  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
3723  */
3724 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
3725                 struct sched_param __user *, param)
3726 {
3727         /* negative values for policy are not valid */
3728         if (policy < 0)
3729                 return -EINVAL;
3730
3731         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
3732 }
3733
3734 /**
3735  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
3736  * @pid: the pid in question.
3737  * @param: structure containing the new RT priority.
3738  *
3739  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
3740  */
3741 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3742 {
3743         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
3744 }
3745
3746 /**
3747  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
3748  * @pid: the pid in question.
3749  * @uattr: structure containing the extended parameters.
3750  * @flags: for future extension.
3751  */
3752 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
3753                                unsigned int, flags)
3754 {
3755         struct sched_attr attr;
3756         struct task_struct *p;
3757         int retval;
3758
3759         if (!uattr || pid < 0 || flags)
3760                 return -EINVAL;
3761
3762         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
3763         if (retval)
3764                 return retval;
3765
3766         if ((int)attr.sched_policy < 0)
3767                 return -EINVAL;
3768
3769         rcu_read_lock();
3770         retval = -ESRCH;
3771         p = find_process_by_pid(pid);
3772         if (p != NULL)
3773                 retval = sched_setattr(p, &attr);
3774         rcu_read_unlock();
3775
3776         return retval;
3777 }
3778
3779 /**
3780  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
3781  * @pid: the pid in question.
3782  *
3783  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
3784  * code.
3785  */
3786 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
3787 {
3788         struct task_struct *p;
3789         int retval;
3790
3791         if (pid < 0)
3792                 return -EINVAL;
3793
3794         retval = -ESRCH;
3795         rcu_read_lock();
3796         p = find_process_by_pid(pid);
3797         if (p) {
3798                 retval = security_task_getscheduler(p);
3799                 if (!retval)
3800                         retval = p->policy
3801                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
3802         }
3803         rcu_read_unlock();
3804         return retval;
3805 }
3806
3807 /**
3808  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
3809  * @pid: the pid in question.
3810  * @param: structure containing the RT priority.
3811  *
3812  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
3813  * code.
3814  */
3815 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
3816 {
3817         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
3818         struct task_struct *p;
3819         int retval;
3820
3821         if (!param || pid < 0)
3822                 return -EINVAL;
3823
3824         rcu_read_lock();
3825         p = find_process_by_pid(pid);
3826         retval = -ESRCH;
3827         if (!p)
3828                 goto out_unlock;
3829
3830         retval = security_task_getscheduler(p);
3831         if (retval)
3832                 goto out_unlock;
3833
3834         if (task_has_rt_policy(p))
3835                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
3836         rcu_read_unlock();
3837
3838         /*
3839          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
3840          */
3841         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
3842
3843         return retval;
3844
3845 out_unlock:
3846         rcu_read_unlock();
3847         return retval;
3848 }
3849
3850 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
3851                            struct sched_attr *attr,
3852                            unsigned int usize)
3853 {
3854         int ret;
3855
3856         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
3857                 return -EFAULT;
3858
3859         /*
3860          * If we're handed a smaller struct than we know of,
3861          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
3862          * user-space does not get uncomplete information.
3863          */
3864         if (usize < sizeof(*attr)) {
3865                 unsigned char *addr;
3866                 unsigned char *end;
3867
3868                 addr = (void *)attr + usize;
3869                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
3870
3871                 for (; addr < end; addr++) {
3872                         if (*addr)
3873                                 return -EFBIG;
3874                 }
3875
3876                 attr->size = usize;
3877         }
3878
3879         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
3880         if (ret)
3881                 return -EFAULT;
3882
3883         return 0;
3884 }
3885
3886 /**
3887  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
3888  * @pid: the pid in question.
3889  * @uattr: structure containing the extended parameters.
3890  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
3891  * @flags: for future extension.
3892  */
3893 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
3894                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
3895 {
3896         struct sched_attr attr = {
3897                 .size = sizeof(struct sched_attr),
3898         };
3899         struct task_struct *p;
3900         int retval;
3901
3902         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
3903             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
3904                 return -EINVAL;
3905
3906         rcu_read_lock();
3907         p = find_process_by_pid(pid);
3908         retval = -ESRCH;
3909         if (!p)
3910                 goto out_unlock;
3911
3912         retval = security_task_getscheduler(p);
3913         if (retval)
3914                 goto out_unlock;
3915
3916         attr.sched_policy = p->policy;
3917         if (p->sched_reset_on_fork)
3918                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
3919         if (task_has_dl_policy(p))
3920                 __getparam_dl(p, &attr);
3921         else if (task_has_rt_policy(p))
3922                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
3923         else
3924                 attr.sched_nice = task_nice(p);
3925
3926         rcu_read_unlock();
3927
3928         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
3929         return retval;
3930
3931 out_unlock:
3932         rcu_read_unlock();
3933         return retval;
3934 }
3935
3936 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
3937 {
3938         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
3939         struct task_struct *p;
3940         int retval;
3941
3942         rcu_read_lock();
3943
3944         p = find_process_by_pid(pid);
3945         if (!p) {
3946                 rcu_read_unlock();
3947                 return -ESRCH;
3948         }
3949
3950         /* Prevent p going away */
3951         get_task_struct(p);
3952         rcu_read_unlock();
3953
3954         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
3955                 retval = -EINVAL;
3956                 goto out_put_task;
3957         }
3958         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
3959                 retval = -ENOMEM;
3960                 goto out_put_task;
3961         }
3962         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
3963                 retval = -ENOMEM;
3964                 goto out_free_cpus_allowed;
3965         }
3966         retval = -EPERM;
3967         if (!check_same_owner(p)) {
3968                 rcu_read_lock();
3969                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
3970                         rcu_read_unlock();
3971                         goto out_unlock;
3972                 }
3973                 rcu_read_unlock();
3974         }
3975
3976         retval = security_task_setscheduler(p);
3977         if (retval)
3978                 goto out_unlock;
3979
3980
3981         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
3982         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
3983
3984         /*
3985          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
3986          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
3987          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
3988          * root_domain.
3989          */
3990 #ifdef CONFIG_SMP
3991         if (task_has_dl_policy(p)) {
3992                 const struct cpumask *span = task_rq(p)->rd->span;
3993
3994                 if (dl_bandwidth_enabled() && !cpumask_subset(span, new_mask)) {
3995                         retval = -EBUSY;
3996                         goto out_unlock;
3997                 }
3998         }
3999 #endif
4000 again:
4001         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
4002
4003         if (!retval) {
4004                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4005                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4006                         /*
4007                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4008                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4009                          * cpuset's cpus_allowed
4010                          */
4011                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4012                         goto again;
4013                 }
4014         }
4015 out_unlock:
4016         free_cpumask_var(new_mask);
4017 out_free_cpus_allowed:
4018         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4019 out_put_task:
4020         put_task_struct(p);
4021         return retval;
4022 }
4023
4024 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4025                              struct cpumask *new_mask)
4026 {
4027         if (len < cpumask_size())
4028                 cpumask_clear(new_mask);
4029         else if (len > cpumask_size())
4030                 len = cpumask_size();
4031
4032         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4033 }
4034
4035 /**
4036  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4037  * @pid: pid of the process
4038  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4039  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4040  *
4041  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4042  */
4043 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4044                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4045 {
4046         cpumask_var_t new_mask;
4047         int retval;
4048
4049         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4050                 return -ENOMEM;
4051
4052         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4053         if (retval == 0)
4054                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4055         free_cpumask_var(new_mask);
4056         return retval;
4057 }
4058
4059 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4060 {
4061         struct task_struct *p;
4062         unsigned long flags;
4063         int retval;
4064
4065         rcu_read_lock();
4066
4067         retval = -ESRCH;
4068         p = find_process_by_pid(pid);
4069         if (!p)
4070                 goto out_unlock;
4071
4072         retval = security_task_getscheduler(p);
4073         if (retval)
4074                 goto out_unlock;
4075
4076         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4077         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4078         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4079
4080 out_unlock:
4081         rcu_read_unlock();
4082
4083         return retval;
4084 }
4085
4086 /**
4087  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4088  * @pid: pid of the process
4089  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4090  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4091  *
4092  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4093  */
4094 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4095                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4096 {
4097         int ret;
4098         cpumask_var_t mask;
4099
4100         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4101                 return -EINVAL;
4102         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4103                 return -EINVAL;
4104
4105         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4106                 return -ENOMEM;
4107
4108         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4109         if (ret == 0) {
4110                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4111
4112                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4113                         ret = -EFAULT;
4114                 else
4115                         ret = retlen;
4116         }
4117         free_cpumask_var(mask);
4118
4119         return ret;
4120 }
4121
4122 /**
4123  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4124  *
4125  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4126  * other threads running on this CPU then this function will return.
4127  *
4128  * Return: 0.
4129  */
4130 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4131 {
4132         struct rq *rq = this_rq_lock();
4133
4134         schedstat_inc(rq, yld_count);
4135         current->sched_class->yield_task(rq);
4136
4137         /*
4138          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4139          * no need to preempt or enable interrupts:
4140          */
4141         __release(rq->lock);
4142         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4143         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4144         sched_preempt_enable_no_resched();
4145
4146         schedule();
4147
4148         return 0;
4149 }
4150
4151 static void __cond_resched(void)
4152 {
4153         __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
4154         __schedule();
4155         __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
4156 }
4157
4158 int __sched _cond_resched(void)
4159 {
4160         rcu_cond_resched();
4161         if (should_resched()) {
4162                 __cond_resched();
4163                 return 1;
4164         }
4165         return 0;
4166 }
4167 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4168
4169 /*
4170  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4171  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4172  *
4173  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4174  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4175  * spin_unlock(), once by hand).
4176  */
4177 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4178 {
4179         bool need_rcu_resched = rcu_should_resched();
4180         int resched = should_resched();
4181         int ret = 0;
4182
4183         lockdep_assert_held(lock);
4184
4185         if (spin_needbreak(lock) || resched || need_rcu_resched) {
4186                 spin_unlock(lock);
4187                 if (resched)
4188                         __cond_resched();
4189                 else if (unlikely(need_rcu_resched))
4190                         rcu_resched();
4191                 else
4192                         cpu_relax();
4193                 ret = 1;
4194                 spin_lock(lock);
4195         }
4196         return ret;
4197 }
4198 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4199
4200 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4201 {
4202         BUG_ON(!in_softirq());
4203
4204         rcu_cond_resched();  /* BH disabled OK, just recording QSes. */
4205         if (should_resched()) {
4206                 local_bh_enable();
4207                 __cond_resched();
4208                 local_bh_disable();
4209                 return 1;
4210         }
4211         return 0;
4212 }
4213 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4214
4215 /**
4216  * yield - yield the current processor to other threads.
4217  *
4218  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4219  *
4220  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4221  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4222  * it, its already broken.
4223  *
4224  * Typical broken usage is:
4225  *
4226  * while (!event)
4227  *      yield();
4228  *
4229  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4230  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4231  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4232  *
4233  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4234  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4235  * If you still want to use yield(), do not!
4236  */
4237 void __sched yield(void)
4238 {
4239         set_current_state(TASK_RUNNING);
4240         sys_sched_yield();
4241 }
4242 EXPORT_SYMBOL(yield);
4243
4244 /**
4245  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4246  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4247  * processor it's on.
4248  * @p: target task
4249  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4250  *
4251  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4252  * can't go away on us before we can do any checks.
4253  *
4254  * Return:
4255  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4256  *      false (0) if we failed to boost the target.
4257  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4258  */
4259 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4260 {
4261         struct task_struct *curr = current;
4262         struct rq *rq, *p_rq;
4263         unsigned long flags;
4264         int yielded = 0;
4265
4266         local_irq_save(flags);
4267         rq = this_rq();
4268
4269 again:
4270         p_rq = task_rq(p);
4271         /*
4272          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4273          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4274          */
4275         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4276                 yielded = -ESRCH;
4277                 goto out_irq;
4278         }
4279
4280         double_rq_lock(rq, p_rq);
4281         if (task_rq(p) != p_rq) {
4282                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4283                 goto again;
4284         }
4285
4286         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4287                 goto out_unlock;
4288
4289         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4290                 goto out_unlock;
4291
4292         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4293                 goto out_unlock;
4294
4295         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4296         if (yielded) {
4297                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4298                 /*
4299                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4300                  * fairness.
4301                  */
4302                 if (preempt && rq != p_rq)
4303                         resched_curr(p_rq);
4304         }
4305
4306 out_unlock:
4307         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4308 out_irq:
4309         local_irq_restore(flags);
4310
4311         if (yielded > 0)
4312                 schedule();
4313
4314         return yielded;
4315 }
4316 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4317
4318 /*
4319  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4320  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4321  */
4322 void __sched io_schedule(void)
4323 {
4324         struct rq *rq = raw_rq();
4325
4326         delayacct_blkio_start();
4327         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4328         blk_flush_plug(current);
4329         current->in_iowait = 1;
4330         schedule();
4331         current->in_iowait = 0;
4332         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4333         delayacct_blkio_end();
4334 }
4335 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
4336
4337 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4338 {
4339         struct rq *rq = raw_rq();
4340         long ret;
4341
4342         delayacct_blkio_start();
4343         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4344         blk_flush_plug(current);
4345         current->in_iowait = 1;
4346         ret = schedule_timeout(timeout);
4347         current->in_iowait = 0;
4348         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4349         delayacct_blkio_end();
4350         return ret;
4351 }
4352
4353 /**
4354  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4355  * @policy: scheduling class.
4356  *
4357  * Return: On success, this syscall returns the maximum
4358  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4359  * On failure, a negative error code is returned.
4360  */
4361 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4362 {
4363         int ret = -EINVAL;
4364
4365         switch (policy) {
4366         case SCHED_FIFO:
4367         case SCHED_RR:
4368                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4369                 break;
4370         case SCHED_DEADLINE:
4371         case SCHED_NORMAL:
4372         case SCHED_BATCH:
4373         case SCHED_IDLE:
4374                 ret = 0;
4375                 break;
4376         }
4377         return ret;
4378 }
4379
4380 /**
4381  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4382  * @policy: scheduling class.
4383  *
4384  * Return: On success, this syscall returns the minimum
4385  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4386  * On failure, a negative error code is returned.
4387  */
4388 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4389 {
4390         int ret = -EINVAL;
4391
4392         switch (policy) {
4393         case SCHED_FIFO:
4394         case SCHED_RR:
4395                 ret = 1;
4396                 break;
4397         case SCHED_DEADLINE:
4398         case SCHED_NORMAL:
4399         case SCHED_BATCH:
4400         case SCHED_IDLE:
4401                 ret = 0;
4402         }
4403         return ret;
4404 }
4405
4406 /**
4407  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
4408  * @pid: pid of the process.
4409  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
4410  *
4411  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
4412  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
4413  *
4414  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
4415  * an error code.
4416  */
4417 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
4418                 struct timespec __user *, interval)
4419 {
4420         struct task_struct *p;
4421         unsigned int time_slice;
4422         unsigned long flags;
4423         struct rq *rq;
4424         int retval;
4425         struct timespec t;
4426
4427         if (pid < 0)
4428                 return -EINVAL;
4429
4430         retval = -ESRCH;
4431         rcu_read_lock();
4432         p = find_process_by_pid(pid);
4433         if (!p)
4434                 goto out_unlock;
4435
4436         retval = security_task_getscheduler(p);
4437         if (retval)
4438                 goto out_unlock;
4439
4440         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4441         time_slice = 0;
4442         if (p->sched_class->get_rr_interval)
4443                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
4444         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4445
4446         rcu_read_unlock();
4447         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
4448         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
4449         return retval;
4450
4451 out_unlock:
4452         rcu_read_unlock();
4453         return retval;
4454 }
4455
4456 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
4457
4458 void sched_show_task(struct task_struct *p)
4459 {
4460         unsigned long free = 0;
4461         int ppid;
4462         unsigned state;
4463
4464         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
4465         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
4466                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
4467 #if BITS_PER_LONG == 32
4468         if (state == TASK_RUNNING)
4469                 printk(KERN_CONT " running  ");
4470         else
4471                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
4472 #else
4473         if (state == TASK_RUNNING)
4474                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
4475         else
4476                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
4477 #endif
4478 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
4479         free = stack_not_used(p);
4480 #endif
4481         rcu_read_lock();
4482         ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
4483         rcu_read_unlock();
4484         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
4485                 task_pid_nr(p), ppid,
4486                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
4487
4488         print_worker_info(KERN_INFO, p);
4489         show_stack(p, NULL);
4490 }
4491
4492 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
4493 {
4494         struct task_struct *g, *p;
4495
4496 #if BITS_PER_LONG == 32
4497         printk(KERN_INFO
4498                 "  task                PC stack   pid father\n");
4499 #else
4500         printk(KERN_INFO
4501                 "  task                        PC stack   pid father\n");
4502 #endif
4503         rcu_read_lock();
4504         do_each_thread(g, p) {
4505                 /*
4506                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
4507                  * console might take a lot of time:
4508                  */
4509                 touch_nmi_watchdog();
4510                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
4511                         sched_show_task(p);
4512         } while_each_thread(g, p);
4513
4514         touch_all_softlockup_watchdogs();
4515
4516 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4517         sysrq_sched_debug_show();
4518 #endif
4519         rcu_read_unlock();
4520         /*
4521          * Only show locks if all tasks are dumped:
4522          */
4523         if (!state_filter)
4524                 debug_show_all_locks();
4525 }
4526
4527 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
4528 {
4529         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4530 }
4531
4532 /**
4533  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
4534  * @idle: task in question
4535  * @cpu: cpu the idle task belongs to
4536  *
4537  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
4538  * flag, to make booting more robust.
4539  */
4540 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
4541 {
4542         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4543         unsigned long flags;
4544
4545         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4546
4547         __sched_fork(0, idle);
4548         idle->state = TASK_RUNNING;
4549         idle->se.exec_start = sched_clock();
4550
4551         do_set_cpus_allowed(idle, cpumask_of(cpu));
4552         /*
4553          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
4554          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
4555          * lockdep check in task_group() will fail.
4556          *
4557          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
4558          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
4559          *
4560          * Silence PROVE_RCU
4561          */
4562         rcu_read_lock();
4563         __set_task_cpu(idle, cpu);
4564         rcu_read_unlock();
4565
4566         rq->curr = rq->idle = idle;
4567         idle->on_rq = 1;
4568 #if defined(CONFIG_SMP)
4569         idle->on_cpu = 1;
4570 #endif
4571         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4572
4573         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
4574         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
4575
4576         /*
4577          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
4578          */
4579         idle->sched_class = &idle_sched_class;
4580         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
4581         vtime_init_idle(idle, cpu);
4582 #if defined(CONFIG_SMP)
4583         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
4584 #endif
4585 }
4586
4587 #ifdef CONFIG_SMP
4588 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4589 {
4590         if (p->sched_class && p->sched_class->set_cpus_allowed)
4591                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
4592
4593         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
4594         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
4595 }
4596
4597 /*
4598  * This is how migration works:
4599  *
4600  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
4601  *    stop_one_cpu().
4602  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
4603  *    off the CPU)
4604  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
4605  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
4606  *    it and puts it into the right queue.
4607  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
4608  *    is done.
4609  */
4610
4611 /*
4612  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
4613  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
4614  * is removed from the allowed bitmask.
4615  *
4616  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
4617  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
4618  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
4619  */
4620 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
4621 {
4622         unsigned long flags;
4623         struct rq *rq;
4624         unsigned int dest_cpu;
4625         int ret = 0;
4626
4627         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4628
4629         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
4630                 goto out;
4631
4632         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
4633                 ret = -EINVAL;
4634                 goto out;
4635         }
4636
4637         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
4638
4639         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
4640         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
4641                 goto out;
4642
4643         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
4644         if (p->on_rq) {
4645                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
4646                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
4647                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4648                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
4649                 tlb_migrate_finish(p->mm);
4650                 return 0;
4651         }
4652 out:
4653         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4654
4655         return ret;
4656 }
4657 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
4658
4659 /*
4660  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
4661  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
4662  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
4663  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
4664  *
4665  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
4666  * as the task is no longer on this CPU.
4667  *
4668  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
4669  */
4670 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
4671 {
4672         struct rq *rq_dest, *rq_src;
4673         int ret = 0;
4674
4675         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
4676                 return ret;
4677
4678         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
4679         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
4680
4681         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
4682         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
4683         /* Already moved. */
4684         if (task_cpu(p) != src_cpu)
4685                 goto done;
4686         /* Affinity changed (again). */
4687         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4688                 goto fail;
4689
4690         /*
4691          * If we're not on a rq, the next wake-up will ensure we're
4692          * placed properly.
4693          */
4694         if (p->on_rq) {
4695                 dequeue_task(rq_src, p, 0);
4696                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
4697                 enqueue_task(rq_dest, p, 0);
4698                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
4699         }
4700 done:
4701         ret = 1;
4702 fail:
4703         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
4704         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
4705         return ret;
4706 }
4707
4708 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4709 /* Migrate current task p to target_cpu */
4710 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
4711 {
4712         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
4713         int curr_cpu = task_cpu(p);
4714
4715         if (curr_cpu == target_cpu)
4716                 return 0;
4717
4718         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
4719                 return -EINVAL;
4720
4721         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
4722
4723         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
4724         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
4725 }
4726
4727 /*
4728  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
4729  * tasks on the runqueues
4730  */
4731 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
4732 {
4733         struct rq *rq;
4734         unsigned long flags;
4735         bool on_rq, running;
4736
4737         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4738         on_rq = p->on_rq;
4739         running = task_current(rq, p);
4740
4741         if (on_rq)
4742                 dequeue_task(rq, p, 0);
4743         if (running)
4744                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4745
4746         p->numa_preferred_nid = nid;
4747
4748         if (running)
4749                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4750         if (on_rq)
4751                 enqueue_task(rq, p, 0);
4752         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4753 }
4754 #endif
4755
4756 /*
4757  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
4758  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
4759  * 'pushing' onto another runqueue.
4760  */
4761 static int migration_cpu_stop(void *data)
4762 {
4763         struct migration_arg *arg = data;
4764
4765         /*
4766          * The original target cpu might have gone down and we might
4767          * be on another cpu but it doesn't matter.
4768          */
4769         local_irq_disable();
4770         __migrate_task(arg->task, raw_smp_processor_id(), arg->dest_cpu);
4771         local_irq_enable();
4772         return 0;
4773 }
4774
4775 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
4776
4777 /*
4778  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
4779  * offline.
4780  */
4781 void idle_task_exit(void)
4782 {
4783         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
4784
4785         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
4786
4787         if (mm != &init_mm) {
4788                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
4789                 finish_arch_post_lock_switch();
4790         }
4791         mmdrop(mm);
4792 }
4793
4794 /*
4795  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
4796  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
4797  * nr_active count is stable.
4798  *
4799  * Also see the comment "Global load-average calculations".
4800  */
4801 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
4802 {
4803         long delta = calc_load_fold_active(rq);
4804         if (delta)
4805                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
4806 }
4807
4808 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4809 {
4810 }
4811
4812 static const struct sched_class fake_sched_class = {
4813         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
4814 };
4815
4816 static struct task_struct fake_task = {
4817         /*
4818          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
4819          */
4820         .prio = MAX_PRIO + 1,
4821         .sched_class = &fake_sched_class,
4822 };
4823
4824 /*
4825  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
4826  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
4827  *
4828  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
4829  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
4830  * because of lock validation efforts.
4831  */
4832 static void migrate_tasks(unsigned int dead_cpu)
4833 {
4834         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
4835         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
4836         int dest_cpu;
4837
4838         /*
4839          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
4840          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
4841          *
4842          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
4843          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
4844          * either way we should never end up calling schedule() until we're
4845          * done here.
4846          */
4847         rq->stop = NULL;
4848
4849         /*
4850          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
4851          * class method both need to have an up-to-date
4852          * value of rq->clock[_task]
4853          */
4854         update_rq_clock(rq);
4855
4856         for ( ; ; ) {
4857                 /*
4858                  * There's this thread running, bail when that's the only
4859                  * remaining thread.
4860                  */
4861                 if (rq->nr_running == 1)
4862                         break;
4863
4864                 next = pick_next_task(rq, &fake_task);
4865                 BUG_ON(!next);
4866                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
4867
4868                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
4869                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_cpu, next);
4870                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
4871
4872                 __migrate_task(next, dead_cpu, dest_cpu);
4873
4874                 raw_spin_lock(&rq->lock);
4875         }
4876
4877         rq->stop = stop;
4878 }
4879
4880 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
4881
4882 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
4883
4884 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
4885         {
4886                 .procname       = "sched_domain",
4887                 .mode           = 0555,
4888         },
4889         {}
4890 };
4891
4892 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
4893         {
4894                 .procname       = "kernel",
4895                 .mode           = 0555,
4896                 .child          = sd_ctl_dir,
4897         },
4898         {}
4899 };
4900
4901 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
4902 {
4903         struct ctl_table *entry =
4904                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
4905
4906         return entry;
4907 }
4908
4909 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
4910 {
4911         struct ctl_table *entry;
4912
4913         /*
4914          * In the intermediate directories, both the child directory and
4915          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
4916          * will always be set. In the lowest directory the names are
4917          * static strings and all have proc handlers.
4918          */
4919         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
4920                 if (entry->child)
4921                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
4922                 if (entry->proc_handler == NULL)
4923                         kfree(entry->procname);
4924         }
4925
4926         kfree(*tablep);
4927         *tablep = NULL;
4928 }
4929
4930 static int min_load_idx = 0;
4931 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
4932
4933 static void
4934 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
4935                 const char *procname, void *data, int maxlen,
4936                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
4937                 bool load_idx)
4938 {
4939         entry->procname = procname;
4940         entry->data = data;
4941         entry->maxlen = maxlen;
4942         entry->mode = mode;
4943         entry->proc_handler = proc_handler;
4944
4945         if (load_idx) {
4946                 entry->extra1 = &min_load_idx;
4947                 entry->extra2 = &max_load_idx;
4948         }
4949 }
4950
4951 static struct ctl_table *
4952 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
4953 {
4954         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(14);
4955
4956         if (table == NULL)
4957                 return NULL;
4958
4959         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
4960                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4961         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
4962                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4963         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
4964                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4965         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
4966                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4967         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
4968                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4969         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
4970                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4971         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
4972                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
4973         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
4974                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4975         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
4976                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4977         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
4978                 &sd->cache_nice_tries,
4979                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4980         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
4981                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
4982         set_table_entry(&table[11], "max_newidle_lb_cost",
4983                 &sd->max_newidle_lb_cost,
4984                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
4985         set_table_entry(&table[12], "name", sd->name,
4986                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
4987         /* &table[13] is terminator */
4988
4989         return table;
4990 }
4991
4992 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
4993 {
4994         struct ctl_table *entry, *table;
4995         struct sched_domain *sd;
4996         int domain_num = 0, i;
4997         char buf[32];
4998
4999         for_each_domain(cpu, sd)
5000                 domain_num++;
5001         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5002         if (table == NULL)
5003                 return NULL;
5004
5005         i = 0;
5006         for_each_domain(cpu, sd) {
5007                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5008                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5009                 entry->mode = 0555;
5010                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5011                 entry++;
5012                 i++;
5013         }
5014         return table;
5015 }
5016
5017 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5018 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5019 {
5020         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5021         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5022         char buf[32];
5023
5024         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5025         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5026
5027         if (entry == NULL)
5028                 return;
5029
5030         for_each_possible_cpu(i) {
5031                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5032                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5033                 entry->mode = 0555;
5034                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5035                 entry++;
5036         }
5037
5038         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5039         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5040 }
5041
5042 /* may be called multiple times per register */
5043 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5044 {
5045         if (sd_sysctl_header)
5046                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5047         sd_sysctl_header = NULL;
5048         if (sd_ctl_dir[0].child)
5049                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5050 }
5051 #else
5052 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5053 {
5054 }
5055 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5056 {
5057 }
5058 #endif
5059
5060 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5061 {
5062         if (!rq->online) {
5063                 const struct sched_class *class;
5064
5065                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5066                 rq->online = 1;
5067
5068                 for_each_class(class) {
5069                         if (class->rq_online)
5070                                 class->rq_online(rq);
5071                 }
5072         }
5073 }
5074
5075 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5076 {
5077         if (rq->online) {
5078                 const struct sched_class *class;
5079
5080                 for_each_class(class) {
5081                         if (class->rq_offline)
5082                                 class->rq_offline(rq);
5083                 }
5084
5085                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5086                 rq->online = 0;
5087         }
5088 }
5089
5090 /*
5091  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5092  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5093  */
5094 static int
5095 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5096 {
5097         int cpu = (long)hcpu;
5098         unsigned long flags;
5099         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5100
5101         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5102
5103         case CPU_UP_PREPARE:
5104                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5105                 break;
5106
5107         case CPU_ONLINE:
5108                 /* Update our root-domain */
5109                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5110                 if (rq->rd) {
5111                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5112
5113                         set_rq_online(rq);
5114                 }
5115                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5116                 break;
5117
5118 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5119         case CPU_DYING:
5120                 sched_ttwu_pending();
5121                 /* Update our root-domain */
5122                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5123                 if (rq->rd) {
5124                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5125                         set_rq_offline(rq);
5126                 }
5127                 migrate_tasks(cpu);
5128                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5129                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5130                 break;
5131
5132         case CPU_DEAD:
5133                 calc_load_migrate(rq);
5134                 break;
5135 #endif
5136         }
5137
5138         update_max_interval();
5139
5140         return NOTIFY_OK;
5141 }
5142
5143 /*
5144  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5145  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5146  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5147  */
5148 static struct notifier_block migration_notifier = {
5149         .notifier_call = migration_call,
5150         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5151 };
5152
5153 static void __cpuinit set_cpu_rq_start_time(void)
5154 {
5155         int cpu = smp_processor_id();
5156         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5157         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5158 }
5159
5160 static int sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5161                                       unsigned long action, void *hcpu)
5162 {
5163         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5164         case CPU_STARTING:
5165                 set_cpu_rq_start_time();
5166                 return NOTIFY_OK;
5167         case CPU_DOWN_FAILED:
5168                 set_cpu_active((long)hcpu, true);
5169                 return NOTIFY_OK;
5170         default:
5171                 return NOTIFY_DONE;
5172         }
5173 }
5174
5175 static int sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5176                                         unsigned long action, void *hcpu)
5177 {
5178         unsigned long flags;
5179         long cpu = (long)hcpu;
5180
5181         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5182         case CPU_DOWN_PREPARE:
5183                 set_cpu_active(cpu, false);
5184
5185                 /* explicitly allow suspend */
5186                 if (!(action & CPU_TASKS_FROZEN)) {
5187                         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
5188                         bool overflow;
5189                         int cpus;
5190
5191                         raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5192                         cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5193                         overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5194                         raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5195
5196                         if (overflow)
5197                                 return notifier_from_errno(-EBUSY);
5198                 }
5199                 return NOTIFY_OK;
5200         }
5201
5202         return NOTIFY_DONE;
5203 }
5204
5205 static int __init migration_init(void)
5206 {
5207         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5208         int err;
5209
5210         /* Initialize migration for the boot CPU */
5211         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5212         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5213         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5214         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5215
5216         /* Register cpu active notifiers */
5217         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5218         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5219
5220         return 0;
5221 }
5222 early_initcall(migration_init);
5223 #endif
5224
5225 #ifdef CONFIG_SMP
5226
5227 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5228
5229 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5230
5231 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5232
5233 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5234 {
5235         sched_debug_enabled = 1;
5236
5237         return 0;
5238 }
5239 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5240
5241 static inline bool sched_debug(void)
5242 {
5243         return sched_debug_enabled;
5244 }
5245
5246 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5247                                   struct cpumask *groupmask)
5248 {
5249         struct sched_group *group = sd->groups;
5250         char str[256];
5251
5252         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
5253         cpumask_clear(groupmask);
5254
5255         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5256
5257         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5258                 printk("does not load-balance\n");
5259                 if (sd->parent)
5260                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5261                                         " has parent");
5262                 return -1;
5263         }
5264
5265         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
5266
5267         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5268                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5269                                 "CPU%d\n", cpu);
5270         }
5271         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5272                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5273                                 " CPU%d\n", cpu);
5274         }
5275
5276         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5277         do {
5278                 if (!group) {
5279                         printk("\n");
5280                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5281                         break;
5282                 }
5283
5284                 /*
5285                  * Even though we initialize ->capacity to something semi-sane,
5286                  * we leave capacity_orig unset. This allows us to detect if
5287                  * domain iteration is still funny without causing /0 traps.
5288                  */
5289                 if (!group->sgc->capacity_orig) {
5290                         printk(KERN_CONT "\n");
5291                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_capacity not set\n");
5292                         break;
5293                 }
5294
5295                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5296                         printk(KERN_CONT "\n");
5297                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5298                         break;
5299                 }
5300
5301                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5302                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5303                         printk(KERN_CONT "\n");
5304                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5305                         break;
5306                 }
5307
5308                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5309
5310                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
5311
5312                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5313                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5314                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5315                                 group->sgc->capacity);
5316                 }
5317
5318                 group = group->next;
5319         } while (group != sd->groups);
5320         printk(KERN_CONT "\n");
5321
5322         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5323                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5324
5325         if (sd->parent &&
5326             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5327                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5328                         "of domain->span\n");
5329         return 0;
5330 }
5331
5332 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5333 {
5334         int level = 0;
5335
5336         if (!sched_debug_enabled)
5337                 return;
5338
5339         if (!sd) {
5340                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5341                 return;
5342         }
5343
5344         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5345
5346         for (;;) {
5347                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5348                         break;
5349                 level++;
5350                 sd = sd->parent;
5351                 if (!sd)
5352                         break;
5353         }
5354 }
5355 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5356 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5357 static inline bool sched_debug(void)
5358 {
5359         return false;
5360 }
5361 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5362
5363 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5364 {
5365         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5366                 return 1;
5367
5368         /* Following flags need at least 2 groups */
5369         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5370                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5371                          SD_BALANCE_FORK |
5372                          SD_BALANCE_EXEC |
5373                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5374                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5375                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5376                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5377                         return 0;
5378         }
5379
5380         /* Following flags don't use groups */
5381         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5382                 return 0;
5383
5384         return 1;
5385 }
5386
5387 static int
5388 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5389 {
5390         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5391
5392         if (sd_degenerate(parent))
5393                 return 1;
5394
5395         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5396                 return 0;
5397
5398         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5399         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5400                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5401                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5402                                 SD_BALANCE_FORK |
5403                                 SD_BALANCE_EXEC |
5404                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5405                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5406                                 SD_PREFER_SIBLING |
5407                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5408                 if (nr_node_ids == 1)
5409                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5410         }
5411         if (~cflags & pflags)
5412                 return 0;
5413
5414         return 1;
5415 }
5416
5417 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5418 {
5419         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5420
5421         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5422         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5423         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5424         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5425         free_cpumask_var(rd->online);
5426         free_cpumask_var(rd->span);
5427         kfree(rd);
5428 }
5429
5430 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5431 {
5432         struct root_domain *old_rd = NULL;
5433         unsigned long flags;
5434
5435         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5436
5437         if (rq->rd) {
5438                 old_rd = rq->rd;
5439
5440                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5441                         set_rq_offline(rq);
5442
5443                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5444
5445                 /*
5446                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5447                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5448                  * in this function:
5449                  */
5450                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5451                         old_rd = NULL;
5452         }
5453
5454         atomic_inc(&rd->refcount);
5455         rq->rd = rd;
5456
5457         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5458         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5459                 set_rq_online(rq);
5460
5461         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5462
5463         if (old_rd)
5464                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5465 }
5466
5467 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5468 {
5469         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5470
5471         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5472                 goto out;
5473         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5474                 goto free_span;
5475         if (!alloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5476                 goto free_online;
5477         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5478                 goto free_dlo_mask;
5479
5480         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5481         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5482                 goto free_dlo_mask;
5483
5484         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5485                 goto free_rto_mask;
5486         return 0;
5487
5488 free_rto_mask:
5489         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5490 free_dlo_mask:
5491         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5492 free_online:
5493         free_cpumask_var(rd->online);
5494 free_span:
5495         free_cpumask_var(rd->span);
5496 out:
5497         return -ENOMEM;
5498 }
5499
5500 /*
5501  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5502  * members (mimicking the global state we have today).
5503  */
5504 struct root_domain def_root_domain;
5505
5506 static void init_defrootdomain(void)
5507 {
5508         init_rootdomain(&def_root_domain);
5509
5510         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5511 }
5512
5513 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5514 {
5515         struct root_domain *rd;
5516
5517         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5518         if (!rd)
5519                 return NULL;
5520
5521         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5522                 kfree(rd);
5523                 return NULL;
5524         }
5525
5526         return rd;
5527 }
5528
5529 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5530 {
5531         struct sched_group *tmp, *first;
5532
5533         if (!sg)
5534                 return;
5535
5536         first = sg;
5537         do {
5538                 tmp = sg->next;
5539
5540                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5541                         kfree(sg->sgc);
5542
5543                 kfree(sg);
5544                 sg = tmp;
5545         } while (sg != first);
5546 }
5547
5548 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5549 {
5550         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5551
5552         /*
5553          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5554          * nuke them all.
5555          */
5556         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5557                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5558         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5559                 kfree(sd->groups->sgc);
5560                 kfree(sd->groups);
5561         }
5562         kfree(sd);
5563 }
5564
5565 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5566 {
5567         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5568 }
5569
5570 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5571 {
5572         for (; sd; sd = sd->parent)
5573                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5574 }
5575
5576 /*
5577  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5578  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5579  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5580  *
5581  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5582  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5583  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5584  */
5585 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5586 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5587 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5588 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5589 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5590 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5591
5592 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5593 {
5594         struct sched_domain *sd;
5595         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
5596         int id = cpu;
5597         int size = 1;
5598
5599         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5600         if (sd) {
5601                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5602                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5603                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
5604         }
5605         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
5606
5607         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5608         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
5609         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5610
5611         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
5612         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
5613
5614         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
5615         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
5616 }
5617
5618 /*
5619  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5620  * hold the hotplug lock.
5621  */
5622 static void
5623 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5624 {
5625         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5626         struct sched_domain *tmp;
5627
5628         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5629         for (tmp = sd; tmp; ) {
5630                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5631                 if (!parent)
5632                         break;
5633
5634                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5635                         tmp->parent = parent->parent;
5636                         if (parent->parent)
5637                                 parent->parent->child = tmp;
5638                         /*
5639                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
5640                          * degenerate parent; the spans match for this
5641                          * so the property transfers.
5642                          */
5643                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5644                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
5645                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5646                 } else
5647                         tmp = tmp->parent;
5648         }
5649
5650         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5651                 tmp = sd;
5652                 sd = sd->parent;
5653                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5654                 if (sd)
5655                         sd->child = NULL;
5656         }
5657
5658         sched_domain_debug(sd, cpu);
5659
5660         rq_attach_root(rq, rd);
5661         tmp = rq->sd;
5662         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5663         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5664
5665         update_top_cache_domain(cpu);
5666 }
5667
5668 /* cpus with isolated domains */
5669 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
5670
5671 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5672 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5673 {
5674         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5675         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5676         return 1;
5677 }
5678
5679 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5680
5681 struct s_data {
5682         struct sched_domain ** __percpu sd;
5683         struct root_domain      *rd;
5684 };
5685
5686 enum s_alloc {
5687         sa_rootdomain,
5688         sa_sd,
5689         sa_sd_storage,
5690         sa_none,
5691 };
5692
5693 /*
5694  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5695  * domain traversal.
5696  *
5697  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5698  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5699  * range.
5700  *
5701  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5702  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5703  * cpu they're built on, so check that.
5704  *
5705  */
5706 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
5707 {
5708         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5709         struct sd_data *sdd = sd->private;
5710         struct sched_domain *sibling;
5711         int i;
5712
5713         for_each_cpu(i, span) {
5714                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5715                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
5716                         continue;
5717
5718                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
5719         }
5720 }
5721
5722 /*
5723  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
5724  * of this group that's also in the iteration mask.
5725  */
5726 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
5727 {
5728         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
5729 }
5730
5731 static int
5732 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5733 {
5734         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
5735         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5736         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
5737         struct sd_data *sdd = sd->private;
5738         struct sched_domain *child;
5739         int i;
5740
5741         cpumask_clear(covered);
5742
5743         for_each_cpu(i, span) {
5744                 struct cpumask *sg_span;
5745
5746                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5747                         continue;
5748
5749                 child = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
5750
5751                 /* See the comment near build_group_mask(). */
5752                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(child)))
5753                         continue;
5754
5755                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
5756                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
5757
5758                 if (!sg)
5759                         goto fail;
5760
5761                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
5762                 if (child->child) {
5763                         child = child->child;
5764                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(child));
5765                 } else
5766                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
5767
5768                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
5769
5770                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
5771                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
5772                         build_group_mask(sd, sg);
5773
5774                 /*
5775                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
5776                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
5777                  * die on a /0 trap.
5778                  */
5779                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
5780                 sg->sgc->capacity_orig = sg->sgc->capacity;
5781
5782                 /*
5783                  * Make sure the first group of this domain contains the
5784                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
5785                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
5786                  */
5787                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
5788                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
5789                         groups = sg;
5790
5791                 if (!first)
5792                         first = sg;
5793                 if (last)
5794                         last->next = sg;
5795                 last = sg;
5796                 last->next = first;
5797         }
5798         sd->groups = groups;
5799
5800         return 0;
5801
5802 fail:
5803         free_sched_groups(first, 0);
5804
5805         return -ENOMEM;
5806 }
5807
5808 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
5809 {
5810         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
5811         struct sched_domain *child = sd->child;
5812
5813         if (child)
5814                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
5815
5816         if (sg) {
5817                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
5818                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
5819                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
5820         }
5821
5822         return cpu;
5823 }
5824
5825 /*
5826  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
5827  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
5828  * and ->cpu_capacity to 0.
5829  *
5830  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
5831  */
5832 static int
5833 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
5834 {
5835         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
5836         struct sd_data *sdd = sd->private;
5837         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
5838         struct cpumask *covered;
5839         int i;
5840
5841         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
5842         atomic_inc(&sd->groups->ref);
5843
5844         if (cpu != cpumask_first(span))
5845                 return 0;
5846
5847         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
5848         covered = sched_domains_tmpmask;
5849
5850         cpumask_clear(covered);
5851
5852         for_each_cpu(i, span) {
5853                 struct sched_group *sg;
5854                 int group, j;
5855
5856                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
5857                         continue;
5858
5859                 group = get_group(i, sdd, &sg);
5860                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
5861
5862                 for_each_cpu(j, span) {
5863                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
5864                                 continue;
5865
5866                         cpumask_set_cpu(j, covered);
5867                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
5868                 }
5869
5870                 if (!first)
5871                         first = sg;
5872                 if (last)
5873                         last->next = sg;
5874                 last = sg;
5875         }
5876         last->next = first;
5877
5878         return 0;
5879 }
5880
5881 /*
5882  * Initialize sched groups cpu_capacity.
5883  *
5884  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
5885  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
5886  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
5887  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
5888  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
5889  * group having less cpu_capacity.
5890  */
5891 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
5892 {
5893         struct sched_group *sg = sd->groups;
5894
5895         WARN_ON(!sg);
5896
5897         do {
5898                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
5899                 sg = sg->next;
5900         } while (sg != sd->groups);
5901
5902         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
5903                 return;
5904
5905         update_group_capacity(sd, cpu);
5906         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
5907 }
5908
5909 /*
5910  * Initializers for schedule domains
5911  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
5912  */
5913
5914 static int default_relax_domain_level = -1;
5915 int sched_domain_level_max;
5916
5917 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
5918 {
5919         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
5920                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
5921
5922         return 1;
5923 }
5924 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
5925
5926 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
5927                                  struct sched_domain_attr *attr)
5928 {
5929         int request;
5930
5931         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
5932                 if (default_relax_domain_level < 0)
5933                         return;
5934                 else
5935                         request = default_relax_domain_level;
5936         } else
5937                 request = attr->relax_domain_level;
5938         if (request < sd->level) {
5939                 /* turn off idle balance on this domain */
5940                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5941         } else {
5942                 /* turn on idle balance on this domain */
5943                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
5944         }
5945 }
5946
5947 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
5948 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
5949
5950 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
5951                                  const struct cpumask *cpu_map)
5952 {
5953         switch (what) {
5954         case sa_rootdomain:
5955                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
5956                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
5957         case sa_sd:
5958                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
5959         case sa_sd_storage:
5960                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
5961         case sa_none:
5962                 break;
5963         }
5964 }
5965
5966 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
5967                                                    const struct cpumask *cpu_map)
5968 {
5969         memset(d, 0, sizeof(*d));
5970
5971         if (__sdt_alloc(cpu_map))
5972                 return sa_sd_storage;
5973         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
5974         if (!d->sd)
5975                 return sa_sd_storage;
5976         d->rd = alloc_rootdomain();
5977         if (!d->rd)
5978                 return sa_sd;
5979         return sa_rootdomain;
5980 }
5981
5982 /*
5983  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
5984  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
5985  * will not free the data we're using.
5986  */
5987 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
5988 {
5989         struct sd_data *sdd = sd->private;
5990
5991         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
5992         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
5993
5994         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
5995                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
5996
5997         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
5998                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
5999 }
6000
6001 #ifdef CONFIG_NUMA
6002 static int sched_domains_numa_levels;
6003 static int *sched_domains_numa_distance;
6004 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6005 static int sched_domains_curr_level;
6006 #endif
6007
6008 /*
6009  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6010  *
6011  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6012  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6013  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6014  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6015  *
6016  * Odd one out:
6017  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6018  */
6019 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6020         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6021          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6022          SD_NUMA |                      \
6023          SD_ASYM_PACKING |              \
6024          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6025
6026 static struct sched_domain *
6027 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6028 {
6029         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6030         int sd_weight, sd_flags = 0;
6031
6032 #ifdef CONFIG_NUMA
6033         /*
6034          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6035          */
6036         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6037 #endif
6038
6039         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6040
6041         if (tl->sd_flags)
6042                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6043         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6044                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6045                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6046
6047         *sd = (struct sched_domain){
6048                 .min_interval           = sd_weight,
6049                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6050                 .busy_factor            = 32,
6051                 .imbalance_pct          = 125,
6052
6053                 .cache_nice_tries       = 0,
6054                 .busy_idx               = 0,
6055                 .idle_idx               = 0,
6056                 .newidle_idx            = 0,
6057                 .wake_idx               = 0,
6058                 .forkexec_idx           = 0,
6059
6060                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6061                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6062                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6063                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6064                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6065                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6066                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6067                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6068                                         | 0*SD_SERIALIZE
6069                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6070                                         | 0*SD_NUMA
6071                                         | sd_flags
6072                                         ,
6073
6074                 .last_balance           = jiffies,
6075                 .balance_interval       = sd_weight,
6076                 .smt_gain               = 0,
6077                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6078                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6079 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6080                 .name                   = tl->name,
6081 #endif
6082         };
6083
6084         /*
6085          * Convert topological properties into behaviour.
6086          */
6087
6088         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6089                 sd->imbalance_pct = 110;
6090                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6091
6092         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6093                 sd->imbalance_pct = 117;
6094                 sd->cache_nice_tries = 1;
6095                 sd->busy_idx = 2;
6096
6097 #ifdef CONFIG_NUMA
6098         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6099                 sd->cache_nice_tries = 2;
6100                 sd->busy_idx = 3;
6101                 sd->idle_idx = 2;
6102
6103                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6104                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6105                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6106                                        SD_BALANCE_FORK |
6107                                        SD_WAKE_AFFINE);
6108                 }
6109
6110 #endif
6111         } else {
6112                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6113                 sd->cache_nice_tries = 1;
6114                 sd->busy_idx = 2;
6115                 sd->idle_idx = 1;
6116         }
6117
6118         sd->private = &tl->data;
6119
6120         return sd;
6121 }
6122
6123 /*
6124  * Topology list, bottom-up.
6125  */
6126 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6127 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6128         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6129 #endif
6130 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6131         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6132 #endif
6133         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6134         { NULL, },
6135 };
6136
6137 struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology = default_topology;
6138
6139 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6140         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6141
6142 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6143 {
6144         sched_domain_topology = tl;
6145 }
6146
6147 #ifdef CONFIG_NUMA
6148
6149 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6150 {
6151         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6152 }
6153
6154 static void sched_numa_warn(const char *str)
6155 {
6156         static int done = false;
6157         int i,j;
6158
6159         if (done)
6160                 return;
6161
6162         done = true;
6163
6164         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6165
6166         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6167                 printk(KERN_WARNING "  ");
6168                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6169                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6170                 printk(KERN_CONT "\n");
6171         }
6172         printk(KERN_WARNING "\n");
6173 }
6174
6175 static bool find_numa_distance(int distance)
6176 {
6177         int i;
6178
6179         if (distance == node_distance(0, 0))
6180                 return true;
6181
6182         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6183                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6184                         return true;
6185         }
6186
6187         return false;
6188 }
6189
6190 static void sched_init_numa(void)
6191 {
6192         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6193         struct sched_domain_topology_level *tl;
6194         int level = 0;
6195         int i, j, k;
6196
6197         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6198         if (!sched_domains_numa_distance)
6199                 return;
6200
6201         /*
6202          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6203          * unique distances in the node_distance() table.
6204          *
6205          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6206          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6207          */
6208         next_distance = curr_distance;
6209         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6210                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6211                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6212                                 int distance = node_distance(i, k);
6213
6214                                 if (distance > curr_distance &&
6215                                     (distance < next_distance ||
6216                                      next_distance == curr_distance))
6217                                         next_distance = distance;
6218
6219                                 /*
6220                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6221                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6222                                  * equally connected to A.
6223                                  */
6224                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6225                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6226
6227                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6228                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6229                         }
6230                         if (next_distance != curr_distance) {
6231                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6232                                 sched_domains_numa_levels = level;
6233                                 curr_distance = next_distance;
6234                         } else break;
6235                 }
6236
6237                 /*
6238                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6239                  */
6240                 if (!sched_debug())
6241                         break;
6242         }
6243         /*
6244          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6245          * identity distance node_distance(i,i).
6246          *
6247          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6248          * numbers.
6249          */
6250
6251         /*
6252          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6253          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6254          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6255          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6256          * in other functions.
6257          *
6258          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6259          */
6260         sched_domains_numa_levels = 0;
6261
6262         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6263         if (!sched_domains_numa_masks)
6264                 return;
6265
6266         /*
6267          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6268          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6269          */
6270         for (i = 0; i < level; i++) {
6271                 sched_domains_numa_masks[i] =
6272                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6273                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6274                         return;
6275
6276                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6277                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6278                         if (!mask)
6279                                 return;
6280
6281                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6282
6283                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6284                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6285                                         continue;
6286
6287                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6288                         }
6289                 }
6290         }
6291
6292         /* Compute default topology size */
6293         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6294
6295         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6296                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6297         if (!tl)
6298                 return;
6299
6300         /*
6301          * Copy the default topology bits..
6302          */
6303         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6304                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6305
6306         /*
6307          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6308          */
6309         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6310                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6311                         .mask = sd_numa_mask,
6312                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6313                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6314                         .numa_level = j,
6315                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6316                 };
6317         }
6318
6319         sched_domain_topology = tl;
6320
6321         sched_domains_numa_levels = level;
6322 }
6323
6324 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6325 {
6326         int i, j;
6327         int node = cpu_to_node(cpu);
6328
6329         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6330                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6331                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6332                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6333                 }
6334         }
6335 }
6336
6337 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6338 {
6339         int i, j;
6340         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6341                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6342                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6343         }
6344 }
6345
6346 /*
6347  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6348  * are onlined.
6349  */
6350 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6351                                            unsigned long action,
6352                                            void *hcpu)
6353 {
6354         int cpu = (long)hcpu;
6355
6356         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6357         case CPU_ONLINE:
6358                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6359                 break;
6360
6361         case CPU_DEAD:
6362                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6363                 break;
6364
6365         default:
6366                 return NOTIFY_DONE;
6367         }
6368
6369         return NOTIFY_OK;
6370 }
6371 #else
6372 static inline void sched_init_numa(void)
6373 {
6374 }
6375
6376 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6377                                            unsigned long action,
6378                                            void *hcpu)
6379 {
6380         return 0;
6381 }
6382 #endif /* CONFIG_NUMA */
6383
6384 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6385 {
6386         struct sched_domain_topology_level *tl;
6387         int j;
6388
6389         for_each_sd_topology(tl) {
6390                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6391
6392                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6393                 if (!sdd->sd)
6394                         return -ENOMEM;
6395
6396                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6397                 if (!sdd->sg)
6398                         return -ENOMEM;
6399
6400                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6401                 if (!sdd->sgc)
6402                         return -ENOMEM;
6403
6404                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6405                         struct sched_domain *sd;
6406                         struct sched_group *sg;
6407                         struct sched_group_capacity *sgc;
6408
6409                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6410                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6411                         if (!sd)
6412                                 return -ENOMEM;
6413
6414                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6415
6416                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6417                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6418                         if (!sg)
6419                                 return -ENOMEM;
6420
6421                         sg->next = sg;
6422
6423                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6424
6425                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6426                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6427                         if (!sgc)
6428                                 return -ENOMEM;
6429
6430                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6431                 }
6432         }
6433
6434         return 0;
6435 }
6436
6437 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6438 {
6439         struct sched_domain_topology_level *tl;
6440         int j;
6441
6442         for_each_sd_topology(tl) {
6443                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6444
6445                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6446                         struct sched_domain *sd;
6447
6448                         if (sdd->sd) {
6449                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6450                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6451                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6452                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6453                         }
6454
6455                         if (sdd->sg)
6456                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6457                         if (sdd->sgc)
6458                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6459                 }
6460                 free_percpu(sdd->sd);
6461                 sdd->sd = NULL;
6462                 free_percpu(sdd->sg);
6463                 sdd->sg = NULL;
6464                 free_percpu(sdd->sgc);
6465                 sdd->sgc = NULL;
6466         }
6467 }
6468
6469 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6470                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6471                 struct sched_domain *child, int cpu)
6472 {
6473         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
6474         if (!sd)
6475                 return child;
6476
6477         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6478         if (child) {
6479                 sd->level = child->level + 1;
6480                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6481                 child->parent = sd;
6482                 sd->child = child;
6483         }
6484         set_domain_attribute(sd, attr);
6485
6486         return sd;
6487 }
6488
6489 /*
6490  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6491  * to the individual cpus
6492  */
6493 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6494                                struct sched_domain_attr *attr)
6495 {
6496         enum s_alloc alloc_state;
6497         struct sched_domain *sd;
6498         struct s_data d;
6499         int i, ret = -ENOMEM;
6500
6501         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6502         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6503                 goto error;
6504
6505         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6506         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6507                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6508
6509                 sd = NULL;
6510                 for_each_sd_topology(tl) {
6511                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6512                         if (tl == sched_domain_topology)
6513                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6514                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6515                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6516                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6517                                 break;
6518                 }
6519         }
6520
6521         /* Build the groups for the domains */
6522         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6523                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6524                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6525                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6526                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6527                                         goto error;
6528                         } else {
6529                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6530                                         goto error;
6531                         }
6532                 }
6533         }
6534
6535         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
6536         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6537                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6538                         continue;
6539
6540                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6541                         claim_allocations(i, sd);
6542                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
6543                 }
6544         }
6545
6546         /* Attach the domains */
6547         rcu_read_lock();
6548         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6549                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6550                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6551         }
6552         rcu_read_unlock();
6553
6554         ret = 0;
6555 error:
6556         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6557         return ret;
6558 }
6559
6560 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6561 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6562 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6563                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6564
6565 /*
6566  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6567  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6568  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6569  */
6570 static cpumask_var_t fallback_doms;
6571
6572 /*
6573  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6574  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6575  * or 0 if it stayed the same.
6576  */
6577 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
6578 {
6579         return 0;
6580 }
6581
6582 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6583 {
6584         int i;
6585         cpumask_var_t *doms;
6586
6587         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6588         if (!doms)
6589                 return NULL;
6590         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6591                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6592                         free_sched_domains(doms, i);
6593                         return NULL;
6594                 }
6595         }
6596         return doms;
6597 }
6598
6599 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6600 {
6601         unsigned int i;
6602         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6603                 free_cpumask_var(doms[i]);
6604         kfree(doms);
6605 }
6606
6607 /*
6608  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6609  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6610  * exclude other special cases in the future.
6611  */
6612 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6613 {
6614         int err;
6615
6616         arch_update_cpu_topology();
6617         ndoms_cur = 1;
6618         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6619         if (!doms_cur)
6620                 doms_cur = &fallback_doms;
6621         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6622         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6623         register_sched_domain_sysctl();
6624
6625         return err;
6626 }
6627
6628 /*
6629  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6630  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6631  */
6632 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6633 {
6634         int i;
6635
6636         rcu_read_lock();
6637         for_each_cpu(i, cpu_map)
6638                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6639         rcu_read_unlock();
6640 }
6641
6642 /* handle null as "default" */
6643 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6644                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6645 {
6646         struct sched_domain_attr tmp;
6647
6648         /* fast path */
6649         if (!new && !cur)
6650                 return 1;
6651
6652         tmp = SD_ATTR_INIT;
6653         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6654                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6655                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6656 }
6657
6658 /*
6659  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6660  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6661  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
6662  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
6663  *
6664  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
6665  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
6666  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
6667  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
6668  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
6669  * it as it is.
6670  *
6671  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
6672  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
6673  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
6674  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
6675  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
6676  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
6677  *
6678  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
6679  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
6680  * and it will not create the default domain.
6681  *
6682  * Call with hotplug lock held
6683  */
6684 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
6685                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
6686 {
6687         int i, j, n;
6688         int new_topology;
6689
6690         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6691
6692         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
6693         unregister_sched_domain_sysctl();
6694
6695         /* Let architecture update cpu core mappings. */
6696         new_topology = arch_update_cpu_topology();
6697
6698         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
6699
6700         /* Destroy deleted domains */
6701         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
6702                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6703                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
6704                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
6705                                 goto match1;
6706                 }
6707                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
6708                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
6709 match1:
6710                 ;
6711         }
6712
6713         n = ndoms_cur;
6714         if (doms_new == NULL) {
6715                 n = 0;
6716                 doms_new = &fallback_doms;
6717                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
6718                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
6719         }
6720
6721         /* Build new domains */
6722         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
6723                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
6724                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
6725                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
6726                                 goto match2;
6727                 }
6728                 /* no match - add a new doms_new */
6729                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
6730 match2:
6731                 ;
6732         }
6733
6734         /* Remember the new sched domains */
6735         if (doms_cur != &fallback_doms)
6736                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
6737         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
6738         doms_cur = doms_new;
6739         dattr_cur = dattr_new;
6740         ndoms_cur = ndoms_new;
6741
6742         register_sched_domain_sysctl();
6743
6744         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6745 }
6746
6747 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
6748
6749 /*
6750  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6751  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6752  * around partition_sched_domains().
6753  *
6754  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6755  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6756  */
6757 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6758                              void *hcpu)
6759 {
6760         switch (action) {
6761         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6762         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
6763
6764                 /*
6765                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6766                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6767                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6768                  * domain, ignoring cpusets.
6769                  */
6770                 num_cpus_frozen--;
6771                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
6772                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6773                         break;
6774                 }
6775
6776                 /*
6777                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6778                  * restore the original sched domains by considering the
6779                  * cpuset configurations.
6780                  */
6781
6782         case CPU_ONLINE:
6783         case CPU_DOWN_FAILED:
6784                 cpuset_update_active_cpus(true);
6785                 break;
6786         default:
6787                 return NOTIFY_DONE;
6788         }
6789         return NOTIFY_OK;
6790 }
6791
6792 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
6793                                void *hcpu)
6794 {
6795         switch (action) {
6796         case CPU_DOWN_PREPARE:
6797                 cpuset_update_active_cpus(false);
6798                 break;
6799         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
6800                 num_cpus_frozen++;
6801                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6802                 break;
6803         default:
6804                 return NOTIFY_DONE;
6805         }
6806         return NOTIFY_OK;
6807 }
6808
6809 void __init sched_init_smp(void)
6810 {
6811         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
6812
6813         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
6814         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
6815
6816         sched_init_numa();
6817
6818         /*
6819          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6820          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6821          * happen.
6822          */
6823         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6824         init_sched_domains(cpu_active_mask);
6825         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
6826         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
6827                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
6828         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6829
6830         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
6831         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
6832         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
6833
6834         init_hrtick();
6835
6836         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6837         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
6838                 BUG();
6839         sched_init_granularity();
6840         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
6841
6842         init_sched_rt_class();
6843         init_sched_dl_class();
6844 }
6845 #else
6846 void __init sched_init_smp(void)
6847 {
6848         sched_init_granularity();
6849 }
6850 #endif /* CONFIG_SMP */
6851
6852 const_debug unsigned int sysctl_timer_migration = 1;
6853
6854 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6855 {
6856         return in_lock_functions(addr) ||
6857                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6858                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6859 }
6860
6861 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6862 /*
6863  * Default task group.
6864  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6865  */
6866 struct task_group root_task_group;
6867 LIST_HEAD(task_groups);
6868 #endif
6869
6870 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6871
6872 void __init sched_init(void)
6873 {
6874         int i, j;
6875         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6876
6877 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6878         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6879 #endif
6880 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6881         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6882 #endif
6883 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6884         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
6885 #endif
6886         if (alloc_size) {
6887                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6888
6889 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6890                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6891                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6892
6893                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6894                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6895
6896 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6897 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6898                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6899                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6900
6901                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6902                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6903
6904 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6905 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6906                 for_each_possible_cpu(i) {
6907                         per_cpu(load_balance_mask, i) = (void *)ptr;
6908                         ptr += cpumask_size();
6909                 }
6910 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6911         }
6912
6913         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
6914                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6915         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
6916                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6917
6918 #ifdef CONFIG_SMP
6919         init_defrootdomain();
6920 #endif
6921
6922 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6923         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6924                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6925 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6926
6927 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6928         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6929         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6930         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6931         autogroup_init(&init_task);
6932
6933 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6934
6935         for_each_possible_cpu(i) {
6936                 struct rq *rq;
6937
6938                 rq = cpu_rq(i);
6939                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6940                 rq->nr_running = 0;
6941                 rq->calc_load_active = 0;
6942                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6943                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6944                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
6945                 init_dl_rq(&rq->dl, rq);
6946 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6947                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6948                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6949                 /*
6950                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
6951                  *
6952                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6953                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
6954                  * system cpu resource is divided among the tasks of
6955                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6956                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6957                  * (se->load.weight).
6958                  *
6959                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6960                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6961                  * then A0's share of the cpu resource is:
6962                  *
6963                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6964                  *
6965                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6966                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6967                  */
6968                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6969                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6970 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6971
6972                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6973 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6974                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6975 #endif
6976
6977                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6978                         rq->cpu_load[j] = 0;
6979
6980                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6981
6982 #ifdef CONFIG_SMP
6983                 rq->sd = NULL;
6984                 rq->rd = NULL;
6985                 rq->cpu_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6986                 rq->post_schedule = 0;
6987                 rq->active_balance = 0;
6988                 rq->next_balance = jiffies;
6989                 rq->push_cpu = 0;
6990                 rq->cpu = i;
6991                 rq->online = 0;
6992                 rq->idle_stamp = 0;
6993                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6994                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6995
6996                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6997
6998                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6999 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7000                 rq->nohz_flags = 0;
7001 #endif
7002 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7003                 rq->last_sched_tick = 0;
7004 #endif
7005 #endif
7006                 init_rq_hrtick(rq);
7007                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7008         }
7009
7010         set_load_weight(&init_task);
7011
7012 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7013         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7014 #endif
7015
7016         /*
7017          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7018          */
7019         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7020         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7021
7022         /*
7023          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7024          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7025          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7026          * when this runqueue becomes "idle".
7027          */
7028         init_idle(current, smp_processor_id());
7029
7030         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7031
7032         /*
7033          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7034          */
7035         current->sched_class = &fair_sched_class;
7036
7037 #ifdef CONFIG_SMP
7038         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7039         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7040         if (cpu_isolated_map == NULL)
7041                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7042         idle_thread_set_boot_cpu();
7043         set_cpu_rq_start_time();
7044 #endif
7045         init_sched_fair_class();
7046
7047         scheduler_running = 1;
7048 }
7049
7050 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7051 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7052 {
7053         int nested = (preempt_count() & ~PREEMPT_ACTIVE) + rcu_preempt_depth();
7054
7055         return (nested == preempt_offset);
7056 }
7057
7058 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7059 {
7060         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7061
7062         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7063         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7064              !is_idle_task(current)) ||
7065             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7066                 return;
7067         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7068                 return;
7069         prev_jiffy = jiffies;
7070
7071         printk(KERN_ERR
7072                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7073                         file, line);
7074         printk(KERN_ERR
7075                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7076                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7077                         current->pid, current->comm);
7078
7079         debug_show_held_locks(current);
7080         if (irqs_disabled())
7081                 print_irqtrace_events(current);
7082 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7083         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7084                 pr_err("Preemption disabled at:");
7085                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7086                 pr_cont("\n");
7087         }
7088 #endif
7089         dump_stack();
7090 }
7091 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7092 #endif
7093
7094 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7095 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7096 {
7097         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
7098         struct sched_attr attr = {
7099                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7100         };
7101         int old_prio = p->prio;
7102         int on_rq;
7103
7104         on_rq = p->on_rq;
7105         if (on_rq)
7106                 dequeue_task(rq, p, 0);
7107         __setscheduler(rq, p, &attr);
7108         if (on_rq) {
7109                 enqueue_task(rq, p, 0);
7110                 resched_curr(rq);
7111         }
7112
7113         check_class_changed(rq, p, prev_class, old_prio);
7114 }
7115
7116 void normalize_rt_tasks(void)
7117 {
7118         struct task_struct *g, *p;
7119         unsigned long flags;
7120         struct rq *rq;
7121
7122         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
7123         do_each_thread(g, p) {
7124                 /*
7125                  * Only normalize user tasks:
7126                  */
7127                 if (!p->mm)
7128                         continue;
7129
7130                 p->se.exec_start                = 0;
7131 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7132                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7133                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7134                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7135 #endif
7136
7137                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7138                         /*
7139                          * Renice negative nice level userspace
7140                          * tasks back to 0:
7141                          */
7142                         if (task_nice(p) < 0 && p->mm)
7143                                 set_user_nice(p, 0);
7144                         continue;
7145                 }
7146
7147                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
7148                 rq = __task_rq_lock(p);
7149
7150                 normalize_task(rq, p);
7151
7152                 __task_rq_unlock(rq);
7153                 raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
7154         } while_each_thread(g, p);
7155
7156         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
7157 }
7158
7159 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7160
7161 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7162 /*
7163  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7164  *
7165  * They can only be called when the whole system has been
7166  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7167  * activity can take place. Using them for anything else would
7168  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7169  * under any other configuration.
7170  */
7171
7172 /**
7173  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7174  * @cpu: the processor in question.
7175  *
7176  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7177  *
7178  * Return: The current task for @cpu.
7179  */
7180 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7181 {
7182         return cpu_curr(cpu);
7183 }
7184
7185 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7186
7187 #ifdef CONFIG_IA64
7188 /**
7189  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7190  * @cpu: the processor in question.
7191  * @p: the task pointer to set.
7192  *
7193  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7194  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7195  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7196  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7197  * and caller must save the original value of the current task (see
7198  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7199  * re-starting the system.
7200  *
7201  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7202  */
7203 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7204 {
7205         cpu_curr(cpu) = p;
7206 }
7207
7208 #endif
7209
7210 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7211 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7212 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7213
7214 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7215 {
7216         free_fair_sched_group(tg);
7217         free_rt_sched_group(tg);
7218         autogroup_free(tg);
7219         kfree(tg);
7220 }
7221
7222 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7223 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7224 {
7225         struct task_group *tg;
7226
7227         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7228         if (!tg)
7229                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7230
7231         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7232                 goto err;
7233
7234         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7235                 goto err;
7236
7237         return tg;
7238
7239 err:
7240         free_sched_group(tg);
7241         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7242 }
7243
7244 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7245 {
7246         unsigned long flags;
7247
7248         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7249         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7250
7251         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7252
7253         tg->parent = parent;
7254         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7255         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7256         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7257 }
7258
7259 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7260 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7261 {
7262         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7263         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7264 }
7265
7266 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7267 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7268 {
7269         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7270         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7271 }
7272
7273 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7274 {
7275         unsigned long flags;
7276         int i;
7277
7278         /* end participation in shares distribution */
7279         for_each_possible_cpu(i)
7280                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7281
7282         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7283         list_del_rcu(&tg->list);
7284         list_del_rcu(&tg->siblings);
7285         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7286 }
7287
7288 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7289  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7290  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7291  *      reflect its new group.
7292  */
7293 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7294 {
7295         struct task_group *tg;
7296         int on_rq, running;
7297         unsigned long flags;
7298         struct rq *rq;
7299
7300         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7301
7302         running = task_current(rq, tsk);
7303         on_rq = tsk->on_rq;
7304
7305         if (on_rq)
7306                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
7307         if (unlikely(running))
7308                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
7309
7310         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id,
7311                                 lockdep_is_held(&tsk->sighand->siglock)),
7312                           struct task_group, css);
7313         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7314         tsk->sched_task_group = tg;
7315
7316 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7317         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7318                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk, on_rq);
7319         else
7320 #endif
7321                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7322
7323         if (unlikely(running))
7324                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7325         if (on_rq)
7326                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
7327
7328         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7329 }
7330 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7331
7332 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7333 /*
7334  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7335  */
7336 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7337
7338 /* Must be called with tasklist_lock held */
7339 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7340 {
7341         struct task_struct *g, *p;
7342
7343         do_each_thread(g, p) {
7344                 if (rt_task(p) && task_rq(p)->rt.tg == tg)
7345                         return 1;
7346         } while_each_thread(g, p);
7347
7348         return 0;
7349 }
7350
7351 struct rt_schedulable_data {
7352         struct task_group *tg;
7353         u64 rt_period;
7354         u64 rt_runtime;
7355 };
7356
7357 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7358 {
7359         struct rt_schedulable_data *d = data;
7360         struct task_group *child;
7361         unsigned long total, sum = 0;
7362         u64 period, runtime;
7363
7364         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7365         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7366
7367         if (tg == d->tg) {
7368                 period = d->rt_period;
7369                 runtime = d->rt_runtime;
7370         }
7371
7372         /*
7373          * Cannot have more runtime than the period.
7374          */
7375         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7376                 return -EINVAL;
7377
7378         /*
7379          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7380          */
7381         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7382                 return -EBUSY;
7383
7384         total = to_ratio(period, runtime);
7385
7386         /*
7387          * Nobody can have more than the global setting allows.
7388          */
7389         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7390                 return -EINVAL;
7391
7392         /*
7393          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7394          */
7395         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7396                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7397                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7398
7399                 if (child == d->tg) {
7400                         period = d->rt_period;
7401                         runtime = d->rt_runtime;
7402                 }
7403
7404                 sum += to_ratio(period, runtime);
7405         }
7406
7407         if (sum > total)
7408                 return -EINVAL;
7409
7410         return 0;
7411 }
7412
7413 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7414 {
7415         int ret;
7416
7417         struct rt_schedulable_data data = {
7418                 .tg = tg,
7419                 .rt_period = period,
7420                 .rt_runtime = runtime,
7421         };
7422
7423         rcu_read_lock();
7424         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7425         rcu_read_unlock();
7426
7427         return ret;
7428 }
7429
7430 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7431                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7432 {
7433         int i, err = 0;
7434
7435         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7436         read_lock(&tasklist_lock);
7437         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7438         if (err)
7439                 goto unlock;
7440
7441         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7442         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7443         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7444
7445         for_each_possible_cpu(i) {
7446                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7447
7448                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7449                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7450                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7451         }
7452         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7453 unlock:
7454         read_unlock(&tasklist_lock);
7455         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7456
7457         return err;
7458 }
7459
7460 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7461 {
7462         u64 rt_runtime, rt_period;
7463
7464         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7465         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7466         if (rt_runtime_us < 0)
7467                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7468
7469         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7470 }
7471
7472 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7473 {
7474         u64 rt_runtime_us;
7475
7476         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7477                 return -1;
7478
7479         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7480         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7481         return rt_runtime_us;
7482 }
7483
7484 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
7485 {
7486         u64 rt_runtime, rt_period;
7487
7488         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7489         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7490
7491         if (rt_period == 0)
7492                 return -EINVAL;
7493
7494         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7495 }
7496
7497 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7498 {
7499         u64 rt_period_us;
7500
7501         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7502         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7503         return rt_period_us;
7504 }
7505 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7506
7507 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7508 static int sched_rt_global_constraints(void)
7509 {
7510         int ret = 0;
7511
7512         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7513         read_lock(&tasklist_lock);
7514         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7515         read_unlock(&tasklist_lock);
7516         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7517
7518         return ret;
7519 }
7520
7521 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7522 {
7523         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7524         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7525                 return 0;
7526
7527         return 1;
7528 }
7529
7530 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7531 static int sched_rt_global_constraints(void)
7532 {
7533         unsigned long flags;
7534         int i, ret = 0;
7535
7536         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7537         for_each_possible_cpu(i) {
7538                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7539
7540                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7541                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7542                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7543         }
7544         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7545
7546         return ret;
7547 }
7548 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7549
7550 static int sched_dl_global_constraints(void)
7551 {
7552         u64 runtime = global_rt_runtime();
7553         u64 period = global_rt_period();
7554         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
7555         int cpu, ret = 0;
7556         unsigned long flags;
7557
7558         /*
7559          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
7560          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
7561          * any of the root_domains.
7562          *
7563          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
7564          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
7565          * solutions is welcome!
7566          */
7567         for_each_possible_cpu(cpu) {
7568                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
7569
7570                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7571                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
7572                         ret = -EBUSY;
7573                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7574
7575                 if (ret)
7576                         break;
7577         }
7578
7579         return ret;
7580 }
7581
7582 static void sched_dl_do_global(void)
7583 {
7584         u64 new_bw = -1;
7585         int cpu;
7586         unsigned long flags;
7587
7588         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
7589         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
7590
7591         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
7592                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
7593
7594         /*
7595          * FIXME: As above...
7596          */
7597         for_each_possible_cpu(cpu) {
7598                 struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(cpu);
7599
7600                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7601                 dl_b->bw = new_bw;
7602                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7603         }
7604 }
7605
7606 static int sched_rt_global_validate(void)
7607 {
7608         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
7609                 return -EINVAL;
7610
7611         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
7612                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
7613                 return -EINVAL;
7614
7615         return 0;
7616 }
7617
7618 static void sched_rt_do_global(void)
7619 {
7620         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
7621         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
7622 }
7623
7624 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
7625                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7626                 loff_t *ppos)
7627 {
7628         int old_period, old_runtime;
7629         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7630         int ret;
7631
7632         mutex_lock(&mutex);
7633         old_period = sysctl_sched_rt_period;
7634         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
7635
7636         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7637
7638         if (!ret && write) {
7639                 ret = sched_rt_global_validate();
7640                 if (ret)
7641                         goto undo;
7642
7643                 ret = sched_rt_global_constraints();
7644                 if (ret)
7645                         goto undo;
7646
7647                 ret = sched_dl_global_constraints();
7648                 if (ret)
7649                         goto undo;
7650
7651                 sched_rt_do_global();
7652                 sched_dl_do_global();
7653         }
7654         if (0) {
7655 undo:
7656                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
7657                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
7658         }
7659         mutex_unlock(&mutex);
7660
7661         return ret;
7662 }
7663
7664 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
7665                 void __user *buffer, size_t *lenp,
7666                 loff_t *ppos)
7667 {
7668         int ret;
7669         static DEFINE_MUTEX(mutex);
7670
7671         mutex_lock(&mutex);
7672         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
7673         /* make sure that internally we keep jiffies */
7674         /* also, writing zero resets timeslice to default */
7675         if (!ret && write) {
7676                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
7677                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
7678         }
7679         mutex_unlock(&mutex);
7680         return ret;
7681 }
7682
7683 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7684
7685 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7686 {
7687         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7688 }
7689
7690 static struct cgroup_subsys_state *
7691 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7692 {
7693         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7694         struct task_group *tg;
7695
7696         if (!parent) {
7697                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7698                 return &root_task_group.css;
7699         }
7700
7701         tg = sched_create_group(parent);
7702         if (IS_ERR(tg))
7703                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7704
7705         return &tg->css;
7706 }
7707
7708 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7709 {
7710         struct task_group *tg = css_tg(css);
7711         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7712
7713         if (parent)
7714                 sched_online_group(tg, parent);
7715         return 0;
7716 }
7717
7718 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7719 {
7720         struct task_group *tg = css_tg(css);
7721
7722         sched_destroy_group(tg);
7723 }
7724
7725 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
7726 {
7727         struct task_group *tg = css_tg(css);
7728
7729         sched_offline_group(tg);
7730 }
7731
7732 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7733                                  struct cgroup_taskset *tset)
7734 {
7735         struct task_struct *task;
7736
7737         cgroup_taskset_for_each(task, tset) {
7738 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7739                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7740                         return -EINVAL;
7741 #else
7742                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
7743                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
7744                         return -EINVAL;
7745 #endif
7746         }
7747         return 0;
7748 }
7749
7750 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
7751                               struct cgroup_taskset *tset)
7752 {
7753         struct task_struct *task;
7754
7755         cgroup_taskset_for_each(task, tset)
7756                 sched_move_task(task);
7757 }
7758
7759 static void cpu_cgroup_exit(struct cgroup_subsys_state *css,
7760                             struct cgroup_subsys_state *old_css,
7761                             struct task_struct *task)
7762 {
7763         /*
7764          * cgroup_exit() is called in the copy_process() failure path.
7765          * Ignore this case since the task hasn't ran yet, this avoids
7766          * trying to poke a half freed task state from generic code.
7767          */
7768         if (!(task->flags & PF_EXITING))
7769                 return;
7770
7771         sched_move_task(task);
7772 }
7773
7774 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7775 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7776                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7777 {
7778         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7779 }
7780
7781 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7782                                struct cftype *cft)
7783 {
7784         struct task_group *tg = css_tg(css);
7785
7786         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7787 }
7788
7789 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7790 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7791
7792 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7793 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7794
7795 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7796
7797 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7798 {
7799         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7800         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7801
7802         if (tg == &root_task_group)
7803                 return -EINVAL;
7804
7805         /*
7806          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7807          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7808          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7809          */
7810         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7811                 return -EINVAL;
7812
7813         /*
7814          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7815          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7816          * feasibility.
7817          */
7818         if (period > max_cfs_quota_period)
7819                 return -EINVAL;
7820
7821         /*
7822          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7823          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7824          */
7825         get_online_cpus();
7826         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7827         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7828         if (ret)
7829                 goto out_unlock;
7830
7831         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7832         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7833         /*
7834          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7835          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7836          */
7837         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7838                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7839         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7840         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7841         cfs_b->quota = quota;
7842
7843         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7844         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
7845         if (runtime_enabled && cfs_b->timer_active) {
7846                 /* force a reprogram */
7847                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b, true);
7848         }
7849         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7850
7851         for_each_online_cpu(i) {
7852                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7853                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7854
7855                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7856                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7857                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7858
7859                 if (cfs_rq->throttled)
7860                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7861                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7862         }
7863         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7864                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7865 out_unlock:
7866         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7867         put_online_cpus();
7868
7869         return ret;
7870 }
7871
7872 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7873 {
7874         u64 quota, period;
7875
7876         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7877         if (cfs_quota_us < 0)
7878                 quota = RUNTIME_INF;
7879         else
7880                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7881
7882         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7883 }
7884
7885 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7886 {
7887         u64 quota_us;
7888
7889         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7890                 return -1;
7891
7892         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7893         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7894
7895         return quota_us;
7896 }
7897
7898 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7899 {
7900         u64 quota, period;
7901
7902         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7903         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7904
7905         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7906 }
7907
7908 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7909 {
7910         u64 cfs_period_us;
7911
7912         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7913         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7914
7915         return cfs_period_us;
7916 }
7917
7918 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7919                                   struct cftype *cft)
7920 {
7921         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7922 }
7923
7924 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7925                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7926 {
7927         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7928 }
7929
7930 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7931                                    struct cftype *cft)
7932 {
7933         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7934 }
7935
7936 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7937                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7938 {
7939         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7940 }
7941
7942 struct cfs_schedulable_data {
7943         struct task_group *tg;
7944         u64 period, quota;
7945 };
7946
7947 /*
7948  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7949  * note: units are usecs
7950  */
7951 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7952                                struct cfs_schedulable_data *d)
7953 {
7954         u64 quota, period;
7955
7956         if (tg == d->tg) {
7957                 period = d->period;
7958                 quota = d->quota;
7959         } else {
7960                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7961                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7962         }
7963
7964         /* note: these should typically be equivalent */
7965         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7966                 return RUNTIME_INF;
7967
7968         return to_ratio(period, quota);
7969 }
7970
7971 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7972 {
7973         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7974         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7975         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7976
7977         if (!tg->parent) {
7978                 quota = RUNTIME_INF;
7979         } else {
7980                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7981
7982                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7983                 parent_quota = parent_b->hierarchal_quota;
7984
7985                 /*
7986                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7987                  * limit is set
7988                  */
7989                 if (quota == RUNTIME_INF)
7990                         quota = parent_quota;
7991                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7992                         return -EINVAL;
7993         }
7994         cfs_b->hierarchal_quota = quota;
7995
7996         return 0;
7997 }
7998
7999 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8000 {
8001         int ret;
8002         struct cfs_schedulable_data data = {
8003                 .tg = tg,
8004                 .period = period,
8005                 .quota = quota,
8006         };
8007
8008         if (quota != RUNTIME_INF) {
8009                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8010                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8011         }
8012
8013         rcu_read_lock();
8014         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8015         rcu_read_unlock();
8016
8017         return ret;
8018 }
8019
8020 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8021 {
8022         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8023         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8024
8025         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8026         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8027         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8028
8029         return 0;
8030 }
8031 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8032 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8033
8034 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8035 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8036                                 struct cftype *cft, s64 val)
8037 {
8038         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8039 }
8040
8041 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8042                                struct cftype *cft)
8043 {
8044         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8045 }
8046
8047 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8048                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8049 {
8050         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8051 }
8052
8053 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8054                                    struct cftype *cft)
8055 {
8056         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8057 }
8058 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8059
8060 static struct cftype cpu_files[] = {
8061 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8062         {
8063                 .name = "shares",
8064                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8065                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8066         },
8067 #endif
8068 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8069         {
8070                 .name = "cfs_quota_us",
8071                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8072                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8073         },
8074         {
8075                 .name = "cfs_period_us",
8076                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8077                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8078         },
8079         {
8080                 .name = "stat",
8081                 .seq_show = cpu_stats_show,
8082         },
8083 #endif
8084 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8085         {
8086                 .name = "rt_runtime_us",
8087                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8088                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8089         },
8090         {
8091                 .name = "rt_period_us",
8092                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8093                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8094         },
8095 #endif
8096         { }     /* terminate */
8097 };
8098
8099 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8100         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8101         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8102         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8103         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8104         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8105         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8106         .exit           = cpu_cgroup_exit,
8107         .base_cftypes   = cpu_files,
8108         .early_init     = 1,
8109 };
8110
8111 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8112
8113 void dump_cpu_task(int cpu)
8114 {
8115         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8116         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8117 }