sched/debug: Make schedstats a runtime tunable that is disabled by default
[linux-2.6-block.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 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
95
96 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
97
98 void update_rq_clock(struct rq *rq)
99 {
100         s64 delta;
101
102         lockdep_assert_held(&rq->lock);
103
104         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
105                 return;
106
107         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
108         if (delta < 0)
109                 return;
110         rq->clock += delta;
111         update_rq_clock_task(rq, delta);
112 }
113
114 /*
115  * Debugging: various feature bits
116  */
117
118 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
119         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
120
121 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
122 #include "features.h"
123         0;
124
125 #undef SCHED_FEAT
126
127 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         #name ,
130
131 static const char * const sched_feat_names[] = {
132 #include "features.h"
133 };
134
135 #undef SCHED_FEAT
136
137 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
138 {
139         int i;
140
141         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
142                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
143                         seq_puts(m, "NO_");
144                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
145         }
146         seq_puts(m, "\n");
147
148         return 0;
149 }
150
151 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
152
153 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
154 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
155
156 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
157         jump_label_key__##enabled ,
158
159 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
160 #include "features.h"
161 };
162
163 #undef SCHED_FEAT
164
165 static void sched_feat_disable(int i)
166 {
167         static_key_disable(&sched_feat_keys[i]);
168 }
169
170 static void sched_feat_enable(int i)
171 {
172         static_key_enable(&sched_feat_keys[i]);
173 }
174 #else
175 static void sched_feat_disable(int i) { };
176 static void sched_feat_enable(int i) { };
177 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
178
179 static int sched_feat_set(char *cmp)
180 {
181         int i;
182         int neg = 0;
183
184         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
185                 neg = 1;
186                 cmp += 3;
187         }
188
189         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
190                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
191                         if (neg) {
192                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
193                                 sched_feat_disable(i);
194                         } else {
195                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
196                                 sched_feat_enable(i);
197                         }
198                         break;
199                 }
200         }
201
202         return i;
203 }
204
205 static ssize_t
206 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
207                 size_t cnt, loff_t *ppos)
208 {
209         char buf[64];
210         char *cmp;
211         int i;
212         struct inode *inode;
213
214         if (cnt > 63)
215                 cnt = 63;
216
217         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
218                 return -EFAULT;
219
220         buf[cnt] = 0;
221         cmp = strstrip(buf);
222
223         /* Ensure the static_key remains in a consistent state */
224         inode = file_inode(filp);
225         inode_lock(inode);
226         i = sched_feat_set(cmp);
227         inode_unlock(inode);
228         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
229                 return -EINVAL;
230
231         *ppos += cnt;
232
233         return cnt;
234 }
235
236 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
237 {
238         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
239 }
240
241 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
242         .open           = sched_feat_open,
243         .write          = sched_feat_write,
244         .read           = seq_read,
245         .llseek         = seq_lseek,
246         .release        = single_release,
247 };
248
249 static __init int sched_init_debug(void)
250 {
251         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
252                         &sched_feat_fops);
253
254         return 0;
255 }
256 late_initcall(sched_init_debug);
257 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
258
259 /*
260  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
261  * Limited because this is done with IRQs disabled.
262  */
263 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
264
265 /*
266  * period over which we average the RT time consumption, measured
267  * in ms.
268  *
269  * default: 1s
270  */
271 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
272
273 /*
274  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
275  * default: 1s
276  */
277 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
278
279 __read_mostly int scheduler_running;
280
281 /*
282  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
283  * default: 0.95s
284  */
285 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
286
287 /* cpus with isolated domains */
288 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
289
290 /*
291  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
292  */
293 static struct rq *this_rq_lock(void)
294         __acquires(rq->lock)
295 {
296         struct rq *rq;
297
298         local_irq_disable();
299         rq = this_rq();
300         raw_spin_lock(&rq->lock);
301
302         return rq;
303 }
304
305 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
306 /*
307  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
308  */
309
310 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
311 {
312         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
313                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
314 }
315
316 /*
317  * High-resolution timer tick.
318  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
319  */
320 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
321 {
322         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
323
324         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
325
326         raw_spin_lock(&rq->lock);
327         update_rq_clock(rq);
328         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
329         raw_spin_unlock(&rq->lock);
330
331         return HRTIMER_NORESTART;
332 }
333
334 #ifdef CONFIG_SMP
335
336 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
337 {
338         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
339
340         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
341 }
342
343 /*
344  * called from hardirq (IPI) context
345  */
346 static void __hrtick_start(void *arg)
347 {
348         struct rq *rq = arg;
349
350         raw_spin_lock(&rq->lock);
351         __hrtick_restart(rq);
352         rq->hrtick_csd_pending = 0;
353         raw_spin_unlock(&rq->lock);
354 }
355
356 /*
357  * Called to set the hrtick timer state.
358  *
359  * called with rq->lock held and irqs disabled
360  */
361 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
362 {
363         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
364         ktime_t time;
365         s64 delta;
366
367         /*
368          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
369          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
370          */
371         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
372         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
373
374         hrtimer_set_expires(timer, time);
375
376         if (rq == this_rq()) {
377                 __hrtick_restart(rq);
378         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
379                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
380                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
381         }
382 }
383
384 static int
385 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
386 {
387         int cpu = (int)(long)hcpu;
388
389         switch (action) {
390         case CPU_UP_CANCELED:
391         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
392         case CPU_DOWN_PREPARE:
393         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
394         case CPU_DEAD:
395         case CPU_DEAD_FROZEN:
396                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
397                 return NOTIFY_OK;
398         }
399
400         return NOTIFY_DONE;
401 }
402
403 static __init void init_hrtick(void)
404 {
405         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
406 }
407 #else
408 /*
409  * Called to set the hrtick timer state.
410  *
411  * called with rq->lock held and irqs disabled
412  */
413 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
414 {
415         /*
416          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
417          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
418          */
419         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
420         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
421                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
422 }
423
424 static inline void init_hrtick(void)
425 {
426 }
427 #endif /* CONFIG_SMP */
428
429 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
430 {
431 #ifdef CONFIG_SMP
432         rq->hrtick_csd_pending = 0;
433
434         rq->hrtick_csd.flags = 0;
435         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
436         rq->hrtick_csd.info = rq;
437 #endif
438
439         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
440         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
441 }
442 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
443 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
444 {
445 }
446
447 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
448 {
449 }
450
451 static inline void init_hrtick(void)
452 {
453 }
454 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
455
456 /*
457  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
458  */
459 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
460 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
461         for (;;) {                                                      \
462                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
463                 if (__old == __val)                                     \
464                         break;                                          \
465                 __val = __old;                                          \
466         }                                                               \
467         __old;                                                          \
468 })
469
470 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
471 /*
472  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
473  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
474  * spurious IPIs.
475  */
476 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
477 {
478         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
479         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
480 }
481
482 /*
483  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
484  *
485  * If this returns true, then the idle task promises to call
486  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
487  */
488 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
489 {
490         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
491         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
492
493         for (;;) {
494                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
495                         return false;
496                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
497                         return true;
498                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
499                 if (old == val)
500                         break;
501                 val = old;
502         }
503         return true;
504 }
505
506 #else
507 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
508 {
509         set_tsk_need_resched(p);
510         return true;
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
515 {
516         return false;
517 }
518 #endif
519 #endif
520
521 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
522 {
523         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
524
525         /*
526          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
527          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
528          * wakeup due to that.
529          *
530          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
531          * barrier implied by the wakeup in wake_up_list().
532          */
533         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
534                 return;
535
536         get_task_struct(task);
537
538         /*
539          * The head is context local, there can be no concurrency.
540          */
541         *head->lastp = node;
542         head->lastp = &node->next;
543 }
544
545 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
546 {
547         struct wake_q_node *node = head->first;
548
549         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
550                 struct task_struct *task;
551
552                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
553                 BUG_ON(!task);
554                 /* task can safely be re-inserted now */
555                 node = node->next;
556                 task->wake_q.next = NULL;
557
558                 /*
559                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
560                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
561                  */
562                 wake_up_process(task);
563                 put_task_struct(task);
564         }
565 }
566
567 /*
568  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
569  *
570  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
571  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
572  * the target CPU.
573  */
574 void resched_curr(struct rq *rq)
575 {
576         struct task_struct *curr = rq->curr;
577         int cpu;
578
579         lockdep_assert_held(&rq->lock);
580
581         if (test_tsk_need_resched(curr))
582                 return;
583
584         cpu = cpu_of(rq);
585
586         if (cpu == smp_processor_id()) {
587                 set_tsk_need_resched(curr);
588                 set_preempt_need_resched();
589                 return;
590         }
591
592         if (set_nr_and_not_polling(curr))
593                 smp_send_reschedule(cpu);
594         else
595                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
596 }
597
598 void resched_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601         unsigned long flags;
602
603         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
604                 return;
605         resched_curr(rq);
606         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
607 }
608
609 #ifdef CONFIG_SMP
610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
611 /*
612  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
613  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
614  *
615  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
616  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
617  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
618  */
619 int get_nohz_timer_target(void)
620 {
621         int i, cpu = smp_processor_id();
622         struct sched_domain *sd;
623
624         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
625                 return cpu;
626
627         rcu_read_lock();
628         for_each_domain(cpu, sd) {
629                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
630                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(cpu)) {
631                                 cpu = i;
632                                 goto unlock;
633                         }
634                 }
635         }
636
637         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
638                 cpu = housekeeping_any_cpu();
639 unlock:
640         rcu_read_unlock();
641         return cpu;
642 }
643 /*
644  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
645  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
646  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
647  * idle system the next event might even be infinite time into the
648  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
649  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
650  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
651  * wheel for the next timer event.
652  */
653 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
654 {
655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
656
657         if (cpu == smp_processor_id())
658                 return;
659
660         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
661                 smp_send_reschedule(cpu);
662         else
663                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
664 }
665
666 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
667 {
668         /*
669          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
670          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
671          * If needed we can still optimize that later with an
672          * empty IRQ.
673          */
674         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
675                 if (cpu != smp_processor_id() ||
676                     tick_nohz_tick_stopped())
677                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
678                 return true;
679         }
680
681         return false;
682 }
683
684 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
685 {
686         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
687                 wake_up_idle_cpu(cpu);
688 }
689
690 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
691 {
692         int cpu = smp_processor_id();
693
694         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
695                 return false;
696
697         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
698                 return true;
699
700         /*
701          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
702          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
703          */
704         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
705         return false;
706 }
707
708 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
709
710 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
711 {
712         return false;
713 }
714
715 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
716
717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
718 bool sched_can_stop_tick(void)
719 {
720         /*
721          * FIFO realtime policy runs the highest priority task. Other runnable
722          * tasks are of a lower priority. The scheduler tick does nothing.
723          */
724         if (current->policy == SCHED_FIFO)
725                 return true;
726
727         /*
728          * Round-robin realtime tasks time slice with other tasks at the same
729          * realtime priority. Is this task the only one at this priority?
730          */
731         if (current->policy == SCHED_RR) {
732                 struct sched_rt_entity *rt_se = &current->rt;
733
734                 return list_is_singular(&rt_se->run_list);
735         }
736
737         /*
738          * More than one running task need preemption.
739          * nr_running update is assumed to be visible
740          * after IPI is sent from wakers.
741          */
742         if (this_rq()->nr_running > 1)
743                 return false;
744
745         return true;
746 }
747 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
748
749 void sched_avg_update(struct rq *rq)
750 {
751         s64 period = sched_avg_period();
752
753         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
754                 /*
755                  * Inline assembly required to prevent the compiler
756                  * optimising this loop into a divmod call.
757                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
758                  */
759                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
760                 rq->age_stamp += period;
761                 rq->rt_avg /= 2;
762         }
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
768                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
769 /*
770  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
771  * node and @up when leaving it for the final time.
772  *
773  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
774  */
775 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
776                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
777 {
778         struct task_group *parent, *child;
779         int ret;
780
781         parent = from;
782
783 down:
784         ret = (*down)(parent, data);
785         if (ret)
786                 goto out;
787         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
788                 parent = child;
789                 goto down;
790
791 up:
792                 continue;
793         }
794         ret = (*up)(parent, data);
795         if (ret || parent == from)
796                 goto out;
797
798         child = parent;
799         parent = parent->parent;
800         if (parent)
801                 goto up;
802 out:
803         return ret;
804 }
805
806 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
807 {
808         return 0;
809 }
810 #endif
811
812 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
813 {
814         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
815         struct load_weight *load = &p->se.load;
816
817         /*
818          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
819          */
820         if (idle_policy(p->policy)) {
821                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
822                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
823                 return;
824         }
825
826         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
827         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
828 }
829
830 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
831 {
832         update_rq_clock(rq);
833         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
834                 sched_info_queued(rq, p);
835         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
836 }
837
838 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
839 {
840         update_rq_clock(rq);
841         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
842                 sched_info_dequeued(rq, p);
843         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
844 }
845
846 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
847 {
848         if (task_contributes_to_load(p))
849                 rq->nr_uninterruptible--;
850
851         enqueue_task(rq, p, flags);
852 }
853
854 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
855 {
856         if (task_contributes_to_load(p))
857                 rq->nr_uninterruptible++;
858
859         dequeue_task(rq, p, flags);
860 }
861
862 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
863 {
864 /*
865  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
866  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
867  */
868 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
869         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
870 #endif
871 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
872         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
873
874         /*
875          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
876          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
877          * {soft,}irq region.
878          *
879          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
880          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
881          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
882          * monotonic.
883          *
884          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
885          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
886          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
887          * atomic ops.
888          */
889         if (irq_delta > delta)
890                 irq_delta = delta;
891
892         rq->prev_irq_time += irq_delta;
893         delta -= irq_delta;
894 #endif
895 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
896         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
897                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
898                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
899
900                 if (unlikely(steal > delta))
901                         steal = delta;
902
903                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
904                 delta -= steal;
905         }
906 #endif
907
908         rq->clock_task += delta;
909
910 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
911         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
912                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
913 #endif
914 }
915
916 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
917 {
918         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
919         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
920
921         if (stop) {
922                 /*
923                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
924                  * userspace knows about and won't get confused about.
925                  *
926                  * Also, it will make PI more or less work without too
927                  * much confusion -- but then, stop work should not
928                  * rely on PI working anyway.
929                  */
930                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
931
932                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
933         }
934
935         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
936
937         if (old_stop) {
938                 /*
939                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
940                  * it can die in pieces.
941                  */
942                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
943         }
944 }
945
946 /*
947  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
948  */
949 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
950 {
951         return p->static_prio;
952 }
953
954 /*
955  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
956  * without taking RT-inheritance into account. Might be
957  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
958  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
959  * estimator recalculates.
960  */
961 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
962 {
963         int prio;
964
965         if (task_has_dl_policy(p))
966                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
967         else if (task_has_rt_policy(p))
968                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
969         else
970                 prio = __normal_prio(p);
971         return prio;
972 }
973
974 /*
975  * Calculate the current priority, i.e. the priority
976  * taken into account by the scheduler. This value might
977  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
978  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
979  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
980  */
981 static int effective_prio(struct task_struct *p)
982 {
983         p->normal_prio = normal_prio(p);
984         /*
985          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
986          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
987          * to the normal priority:
988          */
989         if (!rt_prio(p->prio))
990                 return p->normal_prio;
991         return p->prio;
992 }
993
994 /**
995  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
996  * @p: the task in question.
997  *
998  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
999  */
1000 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1001 {
1002         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1007  * use the balance_callback list if you want balancing.
1008  *
1009  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1010  * balance_callback().
1011  */
1012 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1013                                        const struct sched_class *prev_class,
1014                                        int oldprio)
1015 {
1016         if (prev_class != p->sched_class) {
1017                 if (prev_class->switched_from)
1018                         prev_class->switched_from(rq, p);
1019
1020                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1021         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1022                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1023 }
1024
1025 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1026 {
1027         const struct sched_class *class;
1028
1029         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1030                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1031         } else {
1032                 for_each_class(class) {
1033                         if (class == rq->curr->sched_class)
1034                                 break;
1035                         if (class == p->sched_class) {
1036                                 resched_curr(rq);
1037                                 break;
1038                         }
1039                 }
1040         }
1041
1042         /*
1043          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1044          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1045          */
1046         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1047                 rq_clock_skip_update(rq, true);
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_SMP
1051 /*
1052  * This is how migration works:
1053  *
1054  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1055  *    stop_one_cpu().
1056  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1057  *    off the CPU)
1058  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1059  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1060  *    it and puts it into the right queue.
1061  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1062  *    is done.
1063  */
1064
1065 /*
1066  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1067  *
1068  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1069  */
1070 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
1071 {
1072         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1073
1074         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1075         dequeue_task(rq, p, 0);
1076         set_task_cpu(p, new_cpu);
1077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1078
1079         rq = cpu_rq(new_cpu);
1080
1081         raw_spin_lock(&rq->lock);
1082         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1083         enqueue_task(rq, p, 0);
1084         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1085         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1086
1087         return rq;
1088 }
1089
1090 struct migration_arg {
1091         struct task_struct *task;
1092         int dest_cpu;
1093 };
1094
1095 /*
1096  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1097  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1098  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1099  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1100  *
1101  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1102  * as the task is no longer on this CPU.
1103  */
1104 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1105 {
1106         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1107                 return rq;
1108
1109         /* Affinity changed (again). */
1110         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1111                 return rq;
1112
1113         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1114
1115         return rq;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1120  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1121  * 'pushing' onto another runqueue.
1122  */
1123 static int migration_cpu_stop(void *data)
1124 {
1125         struct migration_arg *arg = data;
1126         struct task_struct *p = arg->task;
1127         struct rq *rq = this_rq();
1128
1129         /*
1130          * The original target cpu might have gone down and we might
1131          * be on another cpu but it doesn't matter.
1132          */
1133         local_irq_disable();
1134         /*
1135          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1136          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1137          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1138          */
1139         sched_ttwu_pending();
1140
1141         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1142         raw_spin_lock(&rq->lock);
1143         /*
1144          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1145          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1146          * we're holding p->pi_lock.
1147          */
1148         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1149                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1150         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1151         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1152
1153         local_irq_enable();
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1159  * actually call this function.
1160  */
1161 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1162 {
1163         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1164         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1165 }
1166
1167 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1168 {
1169         struct rq *rq = task_rq(p);
1170         bool queued, running;
1171
1172         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1173
1174         queued = task_on_rq_queued(p);
1175         running = task_current(rq, p);
1176
1177         if (queued) {
1178                 /*
1179                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1180                  * holding rq->lock.
1181                  */
1182                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1183                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1184         }
1185         if (running)
1186                 put_prev_task(rq, p);
1187
1188         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1189
1190         if (running)
1191                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1192         if (queued)
1193                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1198  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1199  * is removed from the allowed bitmask.
1200  *
1201  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1202  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1203  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1204  */
1205 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1206                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1207 {
1208         unsigned long flags;
1209         struct rq *rq;
1210         unsigned int dest_cpu;
1211         int ret = 0;
1212
1213         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1214
1215         /*
1216          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1217          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1218          */
1219         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1220                 ret = -EINVAL;
1221                 goto out;
1222         }
1223
1224         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1225                 goto out;
1226
1227         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
1228                 ret = -EINVAL;
1229                 goto out;
1230         }
1231
1232         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1233
1234         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1235         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1236                 goto out;
1237
1238         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
1239         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1240                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1241                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1242                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1243                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1244                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1245                 return 0;
1246         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1247                 /*
1248                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1249                  * afterwards anyway.
1250                  */
1251                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1252                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1253                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1254         }
1255 out:
1256         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1262 {
1263         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1266
1267 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1270         /*
1271          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1272          * ttwu() will sort out the placement.
1273          */
1274         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1275                         !p->on_rq);
1276
1277         /*
1278          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1279          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1280          * time relying on p->on_rq.
1281          */
1282         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1283                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1284                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1285
1286 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1287         /*
1288          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1289          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1290          *
1291          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1292          * see task_group().
1293          *
1294          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1295          * task_rq_lock().
1296          */
1297         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1298                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1299 #endif
1300 #endif
1301
1302         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1303
1304         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1305                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1306                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1307                 p->se.nr_migrations++;
1308                 perf_event_task_migrate(p);
1309         }
1310
1311         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1312 }
1313
1314 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1315 {
1316         if (task_on_rq_queued(p)) {
1317                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1318
1319                 src_rq = task_rq(p);
1320                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1321
1322                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1323                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1324                 set_task_cpu(p, cpu);
1325                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1326                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1327                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1328         } else {
1329                 /*
1330                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1331                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1332                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1333                  */
1334                 p->wake_cpu = cpu;
1335         }
1336 }
1337
1338 struct migration_swap_arg {
1339         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1340         int src_cpu, dst_cpu;
1341 };
1342
1343 static int migrate_swap_stop(void *data)
1344 {
1345         struct migration_swap_arg *arg = data;
1346         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1347         int ret = -EAGAIN;
1348
1349         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1350                 return -EAGAIN;
1351
1352         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1353         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1354
1355         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1356                         &arg->dst_task->pi_lock);
1357         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1358
1359         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1360                 goto unlock;
1361
1362         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1363                 goto unlock;
1364
1365         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1366                 goto unlock;
1367
1368         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1369                 goto unlock;
1370
1371         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1372         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1373
1374         ret = 0;
1375
1376 unlock:
1377         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1378         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1379         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1380
1381         return ret;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * Cross migrate two tasks
1386  */
1387 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1388 {
1389         struct migration_swap_arg arg;
1390         int ret = -EINVAL;
1391
1392         arg = (struct migration_swap_arg){
1393                 .src_task = cur,
1394                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1395                 .dst_task = p,
1396                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1397         };
1398
1399         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1400                 goto out;
1401
1402         /*
1403          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1404          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1405          */
1406         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1407                 goto out;
1408
1409         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1410                 goto out;
1411
1412         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1413                 goto out;
1414
1415         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1416         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1417
1418 out:
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1424  *
1425  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1426  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1427  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1428  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1429  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1430  * @p has remained unscheduled the whole time.
1431  *
1432  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1433  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1434  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1435  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1436  * waiting to become inactive.
1437  */
1438 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1439 {
1440         unsigned long flags;
1441         int running, queued;
1442         unsigned long ncsw;
1443         struct rq *rq;
1444
1445         for (;;) {
1446                 /*
1447                  * We do the initial early heuristics without holding
1448                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1449                  * the runqueue lock when things look like they will
1450                  * work out!
1451                  */
1452                 rq = task_rq(p);
1453
1454                 /*
1455                  * If the task is actively running on another CPU
1456                  * still, just relax and busy-wait without holding
1457                  * any locks.
1458                  *
1459                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1460                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1461                  * But we don't care, since "task_running()" will
1462                  * return false if the runqueue has changed and p
1463                  * is actually now running somewhere else!
1464                  */
1465                 while (task_running(rq, p)) {
1466                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1467                                 return 0;
1468                         cpu_relax();
1469                 }
1470
1471                 /*
1472                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1473                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1474                  * just go back and repeat.
1475                  */
1476                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1477                 trace_sched_wait_task(p);
1478                 running = task_running(rq, p);
1479                 queued = task_on_rq_queued(p);
1480                 ncsw = 0;
1481                 if (!match_state || p->state == match_state)
1482                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1483                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1484
1485                 /*
1486                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1487                  */
1488                 if (unlikely(!ncsw))
1489                         break;
1490
1491                 /*
1492                  * Was it really running after all now that we
1493                  * checked with the proper locks actually held?
1494                  *
1495                  * Oops. Go back and try again..
1496                  */
1497                 if (unlikely(running)) {
1498                         cpu_relax();
1499                         continue;
1500                 }
1501
1502                 /*
1503                  * It's not enough that it's not actively running,
1504                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1505                  * preempted!
1506                  *
1507                  * So if it was still runnable (but just not actively
1508                  * running right now), it's preempted, and we should
1509                  * yield - it could be a while.
1510                  */
1511                 if (unlikely(queued)) {
1512                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1513
1514                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1515                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1516                         continue;
1517                 }
1518
1519                 /*
1520                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1521                  * runnable, which means that it will never become
1522                  * running in the future either. We're all done!
1523                  */
1524                 break;
1525         }
1526
1527         return ncsw;
1528 }
1529
1530 /***
1531  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1532  * @p: the to-be-kicked thread
1533  *
1534  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1535  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1536  *
1537  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1538  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1539  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1540  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1541  * achieved as well.
1542  */
1543 void kick_process(struct task_struct *p)
1544 {
1545         int cpu;
1546
1547         preempt_disable();
1548         cpu = task_cpu(p);
1549         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1550                 smp_send_reschedule(cpu);
1551         preempt_enable();
1552 }
1553 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1554
1555 /*
1556  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1557  */
1558 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1559 {
1560         int nid = cpu_to_node(cpu);
1561         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1562         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1563         int dest_cpu;
1564
1565         /*
1566          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1567          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1568          * select the cpu on the other node.
1569          */
1570         if (nid != -1) {
1571                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1572
1573                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1574                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1575                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1576                                 continue;
1577                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1578                                 continue;
1579                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1580                                 return dest_cpu;
1581                 }
1582         }
1583
1584         for (;;) {
1585                 /* Any allowed, online CPU? */
1586                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1587                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1588                                 continue;
1589                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1590                                 continue;
1591                         goto out;
1592                 }
1593
1594                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1595                 switch (state) {
1596                 case cpuset:
1597                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1598                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1599                                 state = possible;
1600                                 break;
1601                         }
1602                         /* fall-through */
1603                 case possible:
1604                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1605                         state = fail;
1606                         break;
1607
1608                 case fail:
1609                         BUG();
1610                         break;
1611                 }
1612         }
1613
1614 out:
1615         if (state != cpuset) {
1616                 /*
1617                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1618                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1619                  * leave kernel.
1620                  */
1621                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1622                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1623                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1624                 }
1625         }
1626
1627         return dest_cpu;
1628 }
1629
1630 /*
1631  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1632  */
1633 static inline
1634 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1635 {
1636         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1637
1638         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1639                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1640
1641         /*
1642          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1643          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1644          * cpu.
1645          *
1646          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1647          *
1648          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1649          *   not worry about this generic constraint ]
1650          */
1651         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1652                      !cpu_online(cpu)))
1653                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1654
1655         return cpu;
1656 }
1657
1658 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1659 {
1660         s64 diff = sample - *avg;
1661         *avg += diff >> 3;
1662 }
1663
1664 #else
1665
1666 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1667                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1668 {
1669         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1670 }
1671
1672 #endif /* CONFIG_SMP */
1673
1674 static void
1675 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1676 {
1677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1678         struct rq *rq = this_rq();
1679
1680 #ifdef CONFIG_SMP
1681         int this_cpu = smp_processor_id();
1682
1683         if (cpu == this_cpu) {
1684                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1685                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1686         } else {
1687                 struct sched_domain *sd;
1688
1689                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1690                 rcu_read_lock();
1691                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1692                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1693                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1694                                 break;
1695                         }
1696                 }
1697                 rcu_read_unlock();
1698         }
1699
1700         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1701                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1702
1703 #endif /* CONFIG_SMP */
1704
1705         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1706         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1707
1708         if (wake_flags & WF_SYNC)
1709                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1710
1711 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1712 }
1713
1714 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1715 {
1716         activate_task(rq, p, en_flags);
1717         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1718
1719         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1720         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1721                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1726  */
1727 static void
1728 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1729 {
1730         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1731         p->state = TASK_RUNNING;
1732         trace_sched_wakeup(p);
1733
1734 #ifdef CONFIG_SMP
1735         if (p->sched_class->task_woken) {
1736                 /*
1737                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1738                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1739                  */
1740                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1741                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1742                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1743         }
1744
1745         if (rq->idle_stamp) {
1746                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1747                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1748
1749                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1750
1751                 if (rq->avg_idle > max)
1752                         rq->avg_idle = max;
1753
1754                 rq->idle_stamp = 0;
1755         }
1756 #endif
1757 }
1758
1759 static void
1760 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1761 {
1762         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1763
1764 #ifdef CONFIG_SMP
1765         if (p->sched_contributes_to_load)
1766                 rq->nr_uninterruptible--;
1767 #endif
1768
1769         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1770         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1775  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1776  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1777  * the task is still ->on_rq.
1778  */
1779 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1780 {
1781         struct rq *rq;
1782         int ret = 0;
1783
1784         rq = __task_rq_lock(p);
1785         if (task_on_rq_queued(p)) {
1786                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1787                 update_rq_clock(rq);
1788                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1789                 ret = 1;
1790         }
1791         __task_rq_unlock(rq);
1792
1793         return ret;
1794 }
1795
1796 #ifdef CONFIG_SMP
1797 void sched_ttwu_pending(void)
1798 {
1799         struct rq *rq = this_rq();
1800         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1801         struct task_struct *p;
1802         unsigned long flags;
1803
1804         if (!llist)
1805                 return;
1806
1807         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1808         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1809
1810         while (llist) {
1811                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1812                 llist = llist_next(llist);
1813                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1814         }
1815
1816         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1817         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1818 }
1819
1820 void scheduler_ipi(void)
1821 {
1822         /*
1823          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1824          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1825          * this IPI.
1826          */
1827         preempt_fold_need_resched();
1828
1829         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1830                 return;
1831
1832         /*
1833          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1834          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1835          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1836          * we do call them.
1837          *
1838          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1839          * properly.
1840          *
1841          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1842          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1843          * somewhat pessimize the simple resched case.
1844          */
1845         irq_enter();
1846         sched_ttwu_pending();
1847
1848         /*
1849          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1850          */
1851         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1852                 this_rq()->idle_balance = 1;
1853                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1854         }
1855         irq_exit();
1856 }
1857
1858 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1859 {
1860         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1861
1862         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1863                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1864                         smp_send_reschedule(cpu);
1865                 else
1866                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1867         }
1868 }
1869
1870 void wake_up_if_idle(int cpu)
1871 {
1872         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1873         unsigned long flags;
1874
1875         rcu_read_lock();
1876
1877         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1878                 goto out;
1879
1880         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1881                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1882         } else {
1883                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1884                 if (is_idle_task(rq->curr))
1885                         smp_send_reschedule(cpu);
1886                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1887                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1888         }
1889
1890 out:
1891         rcu_read_unlock();
1892 }
1893
1894 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1895 {
1896         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1897 }
1898 #endif /* CONFIG_SMP */
1899
1900 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1901 {
1902         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1903
1904 #if defined(CONFIG_SMP)
1905         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1906                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1907                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1908                 return;
1909         }
1910 #endif
1911
1912         raw_spin_lock(&rq->lock);
1913         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1914         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1915         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1916         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1921  *
1922  *  MIGRATION
1923  *
1924  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1925  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1926  * execution on its new cpu [c1].
1927  *
1928  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1929  *
1930  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1931  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1932  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1933  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1934  *
1935  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1936  * Note: we only require RCpc transitivity.
1937  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1938  *
1939  * Example:
1940  *
1941  *   CPU0            CPU1            CPU2
1942  *
1943  *   LOCK rq(0)->lock
1944  *   sched-out X
1945  *   sched-in Y
1946  *   UNLOCK rq(0)->lock
1947  *
1948  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1949  *                                   dequeue X
1950  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1951  *
1952  *                                   LOCK rq(1)->lock
1953  *                                   enqueue X
1954  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1955  *
1956  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1957  *                   sched-out Z
1958  *                   sched-in X
1959  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1960  *
1961  *
1962  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1963  *
1964  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1965  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1966  * chain to provide order. Instead we do:
1967  *
1968  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1969  *   2) smp_cond_acquire(!X->on_cpu)
1970  *
1971  * Example:
1972  *
1973  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1974  *
1975  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1976  *   dequeue X
1977  *   sched-out X
1978  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1979  *
1980  *                    smp_cond_acquire(!X->on_cpu);
1981  *                    X->state = WAKING
1982  *                    set_task_cpu(X,2)
1983  *
1984  *                    LOCK rq(2)->lock
1985  *                    enqueue X
1986  *                    X->state = RUNNING
1987  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1988  *
1989  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1990  *                                          sched-out Z
1991  *                                          sched-in X
1992  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1993  *
1994  *                    UNLOCK X->pi_lock
1995  *   UNLOCK rq(0)->lock
1996  *
1997  *
1998  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1999  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
2000  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
2001  * its wakeup.
2002  *
2003  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
2004  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
2005  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
2006  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_acquire).
2007  *
2008  */
2009
2010 /**
2011  * try_to_wake_up - wake up a thread
2012  * @p: the thread to be awakened
2013  * @state: the mask of task states that can be woken
2014  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2015  *
2016  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2017  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2018  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2019  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2020  * runnable without the overhead of this.
2021  *
2022  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
2023  * or @state didn't match @p's state.
2024  */
2025 static int
2026 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2027 {
2028         unsigned long flags;
2029         int cpu, success = 0;
2030
2031         /*
2032          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2033          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2034          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2035          * set_current_state() the waiting thread does.
2036          */
2037         smp_mb__before_spinlock();
2038         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2039         if (!(p->state & state))
2040                 goto out;
2041
2042         trace_sched_waking(p);
2043
2044         success = 1; /* we're going to change ->state */
2045         cpu = task_cpu(p);
2046
2047         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2048                 goto stat;
2049
2050 #ifdef CONFIG_SMP
2051         /*
2052          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2053          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2054          *
2055          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2056          * from the runqueue.
2057          *
2058          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2059          *      UNLOCK rq->lock
2060          *                      RMB
2061          *      LOCK   rq->lock
2062          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2063          *
2064          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2065          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2066          * task, the second putting it to sleep.
2067          */
2068         smp_rmb();
2069
2070         /*
2071          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2072          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2073          *
2074          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2075          *
2076          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2077          * their previous state and preserve Program Order.
2078          */
2079         smp_cond_acquire(!p->on_cpu);
2080
2081         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2082         p->state = TASK_WAKING;
2083
2084         if (p->sched_class->task_waking)
2085                 p->sched_class->task_waking(p);
2086
2087         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2088         if (task_cpu(p) != cpu) {
2089                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2090                 set_task_cpu(p, cpu);
2091         }
2092 #endif /* CONFIG_SMP */
2093
2094         ttwu_queue(p, cpu);
2095 stat:
2096         if (schedstat_enabled())
2097                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2098 out:
2099         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2100
2101         return success;
2102 }
2103
2104 /**
2105  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2106  * @p: the thread to be awakened
2107  *
2108  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2109  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2110  * the current task.
2111  */
2112 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
2113 {
2114         struct rq *rq = task_rq(p);
2115
2116         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2117             WARN_ON_ONCE(p == current))
2118                 return;
2119
2120         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2121
2122         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2123                 /*
2124                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2125                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2126                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2127                  * not yet picked a replacement task.
2128                  */
2129                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2130                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2131                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2132                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2133                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2134         }
2135
2136         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2137                 goto out;
2138
2139         trace_sched_waking(p);
2140
2141         if (!task_on_rq_queued(p))
2142                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2143
2144         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2145         if (schedstat_enabled())
2146                 ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2147 out:
2148         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2149 }
2150
2151 /**
2152  * wake_up_process - Wake up a specific process
2153  * @p: The process to be woken up.
2154  *
2155  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2156  * processes.
2157  *
2158  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2159  *
2160  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2161  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2162  */
2163 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2164 {
2165         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2168
2169 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2170 {
2171         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2172 }
2173
2174 /*
2175  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2176  */
2177 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2178 {
2179         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2180
2181         dl_se->dl_runtime = 0;
2182         dl_se->dl_deadline = 0;
2183         dl_se->dl_period = 0;
2184         dl_se->flags = 0;
2185         dl_se->dl_bw = 0;
2186
2187         dl_se->dl_throttled = 0;
2188         dl_se->dl_new = 1;
2189         dl_se->dl_yielded = 0;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2194  * p is forked by current.
2195  *
2196  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2197  */
2198 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2199 {
2200         p->on_rq                        = 0;
2201
2202         p->se.on_rq                     = 0;
2203         p->se.exec_start                = 0;
2204         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2205         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2206         p->se.nr_migrations             = 0;
2207         p->se.vruntime                  = 0;
2208         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2209
2210 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2211         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2212 #endif
2213
2214 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2215         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2216         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2217 #endif
2218
2219         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2220         init_dl_task_timer(&p->dl);
2221         __dl_clear_params(p);
2222
2223         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2224
2225 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2226         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2227 #endif
2228
2229 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2230         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2231                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2232                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2233         }
2234
2235         if (clone_flags & CLONE_VM)
2236                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2237         else
2238                 p->numa_preferred_nid = -1;
2239
2240         p->node_stamp = 0ULL;
2241         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2242         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2243         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2244         p->numa_faults = NULL;
2245         p->last_task_numa_placement = 0;
2246         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2247
2248         p->numa_group = NULL;
2249 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2250 }
2251
2252 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2253
2254 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2255
2256 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2257 {
2258         if (enabled)
2259                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2260         else
2261                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2262 }
2263
2264 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2265 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2266                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2267 {
2268         struct ctl_table t;
2269         int err;
2270         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2271
2272         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2273                 return -EPERM;
2274
2275         t = *table;
2276         t.data = &state;
2277         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2278         if (err < 0)
2279                 return err;
2280         if (write)
2281                 set_numabalancing_state(state);
2282         return err;
2283 }
2284 #endif
2285 #endif
2286
2287 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2288
2289 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2290 static void set_schedstats(bool enabled)
2291 {
2292         if (enabled)
2293                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2294         else
2295                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2296 }
2297
2298 void force_schedstat_enabled(void)
2299 {
2300         if (!schedstat_enabled()) {
2301                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2302                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2303         }
2304 }
2305
2306 static int __init setup_schedstats(char *str)
2307 {
2308         int ret = 0;
2309         if (!str)
2310                 goto out;
2311
2312         if (!strcmp(str, "enable")) {
2313                 set_schedstats(true);
2314                 ret = 1;
2315         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2316                 set_schedstats(false);
2317                 ret = 1;
2318         }
2319 out:
2320         if (!ret)
2321                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2322
2323         return ret;
2324 }
2325 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2326
2327 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2328 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2329                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2330 {
2331         struct ctl_table t;
2332         int err;
2333         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2334
2335         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2336                 return -EPERM;
2337
2338         t = *table;
2339         t.data = &state;
2340         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2341         if (err < 0)
2342                 return err;
2343         if (write)
2344                 set_schedstats(state);
2345         return err;
2346 }
2347 #endif
2348 #endif
2349
2350 /*
2351  * fork()/clone()-time setup:
2352  */
2353 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2354 {
2355         unsigned long flags;
2356         int cpu = get_cpu();
2357
2358         __sched_fork(clone_flags, p);
2359         /*
2360          * We mark the process as running here. This guarantees that
2361          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2362          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2363          */
2364         p->state = TASK_RUNNING;
2365
2366         /*
2367          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2368          */
2369         p->prio = current->normal_prio;
2370
2371         /*
2372          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2373          */
2374         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2375                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2376                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2377                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2378                         p->rt_priority = 0;
2379                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2380                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2381
2382                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2383                 set_load_weight(p);
2384
2385                 /*
2386                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2387                  * fulfilled its duty:
2388                  */
2389                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2390         }
2391
2392         if (dl_prio(p->prio)) {
2393                 put_cpu();
2394                 return -EAGAIN;
2395         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2396                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2397         } else {
2398                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2399         }
2400
2401         if (p->sched_class->task_fork)
2402                 p->sched_class->task_fork(p);
2403
2404         /*
2405          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2406          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2407          * is ran before sched_fork().
2408          *
2409          * Silence PROVE_RCU.
2410          */
2411         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2412         set_task_cpu(p, cpu);
2413         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2414
2415 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2416         if (likely(sched_info_on()))
2417                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2418 #endif
2419 #if defined(CONFIG_SMP)
2420         p->on_cpu = 0;
2421 #endif
2422         init_task_preempt_count(p);
2423 #ifdef CONFIG_SMP
2424         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2425         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2426 #endif
2427
2428         put_cpu();
2429         return 0;
2430 }
2431
2432 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2433 {
2434         if (runtime == RUNTIME_INF)
2435                 return 1ULL << 20;
2436
2437         /*
2438          * Doing this here saves a lot of checks in all
2439          * the calling paths, and returning zero seems
2440          * safe for them anyway.
2441          */
2442         if (period == 0)
2443                 return 0;
2444
2445         return div64_u64(runtime << 20, period);
2446 }
2447
2448 #ifdef CONFIG_SMP
2449 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2450 {
2451         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2452                          "sched RCU must be held");
2453         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2454 }
2455
2456 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2457 {
2458         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2459         int cpus = 0;
2460
2461         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2462                          "sched RCU must be held");
2463         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2464                 cpus++;
2465
2466         return cpus;
2467 }
2468 #else
2469 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2470 {
2471         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2472 }
2473
2474 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2475 {
2476         return 1;
2477 }
2478 #endif
2479
2480 /*
2481  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2482  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2483  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2484  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2485  *
2486  * This function is called while holding p's rq->lock.
2487  *
2488  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2489  * __setparam_dl().
2490  */
2491 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2492                        const struct sched_attr *attr)
2493 {
2494
2495         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2496         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2497         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2498         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2499         int cpus, err = -1;
2500
2501         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2502                 return 0;
2503
2504         /*
2505          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2506          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2507          * allocated bandwidth of the container.
2508          */
2509         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2510         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2511         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2512             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2513                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2514                 err = 0;
2515         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2516                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2517                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2518                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2519                 err = 0;
2520         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2521                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2522                 err = 0;
2523         }
2524         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2525
2526         return err;
2527 }
2528
2529 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2530
2531 /*
2532  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2533  *
2534  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2535  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2536  * on the runqueue and wakes it.
2537  */
2538 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2539 {
2540         unsigned long flags;
2541         struct rq *rq;
2542
2543         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2544         /* Initialize new task's runnable average */
2545         init_entity_runnable_average(&p->se);
2546 #ifdef CONFIG_SMP
2547         /*
2548          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2549          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2550          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2551          */
2552         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2553 #endif
2554
2555         rq = __task_rq_lock(p);
2556         activate_task(rq, p, 0);
2557         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2558         trace_sched_wakeup_new(p);
2559         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2560 #ifdef CONFIG_SMP
2561         if (p->sched_class->task_woken) {
2562                 /*
2563                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2564                  * drop it.
2565                  */
2566                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2567                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2568                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2569         }
2570 #endif
2571         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2572 }
2573
2574 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2575
2576 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2577
2578 void preempt_notifier_inc(void)
2579 {
2580         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2581 }
2582 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2583
2584 void preempt_notifier_dec(void)
2585 {
2586         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2587 }
2588 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2589
2590 /**
2591  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2592  * @notifier: notifier struct to register
2593  */
2594 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2595 {
2596         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2597                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2598
2599         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2602
2603 /**
2604  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2605  * @notifier: notifier struct to unregister
2606  *
2607  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2608  */
2609 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         hlist_del(&notifier->link);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2614
2615 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2616 {
2617         struct preempt_notifier *notifier;
2618
2619         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2620                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2621 }
2622
2623 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2624 {
2625         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2626                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2627 }
2628
2629 static void
2630 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2631                                    struct task_struct *next)
2632 {
2633         struct preempt_notifier *notifier;
2634
2635         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2636                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2637 }
2638
2639 static __always_inline void
2640 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2641                                  struct task_struct *next)
2642 {
2643         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2644                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2645 }
2646
2647 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2648
2649 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2650 {
2651 }
2652
2653 static inline void
2654 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2655                                  struct task_struct *next)
2656 {
2657 }
2658
2659 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2660
2661 /**
2662  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2663  * @rq: the runqueue preparing to switch
2664  * @prev: the current task that is being switched out
2665  * @next: the task we are going to switch to.
2666  *
2667  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2668  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2669  * switch.
2670  *
2671  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2672  * hooks.
2673  */
2674 static inline void
2675 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2676                     struct task_struct *next)
2677 {
2678         sched_info_switch(rq, prev, next);
2679         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2680         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2681         prepare_lock_switch(rq, next);
2682         prepare_arch_switch(next);
2683 }
2684
2685 /**
2686  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2687  * @prev: the thread we just switched away from.
2688  *
2689  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2690  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2691  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2692  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2693  *
2694  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2695  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2696  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2697  * details.)
2698  *
2699  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2700  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2701  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2702  * because prev may have moved to another CPU.
2703  */
2704 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2705         __releases(rq->lock)
2706 {
2707         struct rq *rq = this_rq();
2708         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2709         long prev_state;
2710
2711         /*
2712          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2713          * because it left us after:
2714          *
2715          *      schedule()
2716          *        preempt_disable();                    // 1
2717          *        __schedule()
2718          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2719          *
2720          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2721          */
2722         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2723                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2724                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2725                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2726
2727         rq->prev_mm = NULL;
2728
2729         /*
2730          * A task struct has one reference for the use as "current".
2731          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2732          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2733          * the scheduled task must drop that reference.
2734          *
2735          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2736          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2737          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2738          * transition, resulting in a double drop.
2739          */
2740         prev_state = prev->state;
2741         vtime_task_switch(prev);
2742         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2743         finish_lock_switch(rq, prev);
2744         finish_arch_post_lock_switch();
2745
2746         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2747         if (mm)
2748                 mmdrop(mm);
2749         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2750                 if (prev->sched_class->task_dead)
2751                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2752
2753                 /*
2754                  * Remove function-return probe instances associated with this
2755                  * task and put them back on the free list.
2756                  */
2757                 kprobe_flush_task(prev);
2758                 put_task_struct(prev);
2759         }
2760
2761         tick_nohz_task_switch();
2762         return rq;
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766
2767 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2768 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2769 {
2770         struct callback_head *head, *next;
2771         void (*func)(struct rq *rq);
2772         unsigned long flags;
2773
2774         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2775         head = rq->balance_callback;
2776         rq->balance_callback = NULL;
2777         while (head) {
2778                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2779                 next = head->next;
2780                 head->next = NULL;
2781                 head = next;
2782
2783                 func(rq);
2784         }
2785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2786 }
2787
2788 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2789 {
2790         if (unlikely(rq->balance_callback))
2791                 __balance_callback(rq);
2792 }
2793
2794 #else
2795
2796 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2797 {
2798 }
2799
2800 #endif
2801
2802 /**
2803  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2804  * @prev: the thread we just switched away from.
2805  */
2806 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2807         __releases(rq->lock)
2808 {
2809         struct rq *rq;
2810
2811         /*
2812          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2813          * finish_task_switch() for details.
2814          *
2815          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2816          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2817          * PREEMPT_COUNT kernels).
2818          */
2819
2820         rq = finish_task_switch(prev);
2821         balance_callback(rq);
2822         preempt_enable();
2823
2824         if (current->set_child_tid)
2825                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2830  */
2831 static inline struct rq *
2832 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2833                struct task_struct *next)
2834 {
2835         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2836
2837         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2838
2839         mm = next->mm;
2840         oldmm = prev->active_mm;
2841         /*
2842          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2843          * combine the page table reload and the switch backend into
2844          * one hypercall.
2845          */
2846         arch_start_context_switch(prev);
2847
2848         if (!mm) {
2849                 next->active_mm = oldmm;
2850                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2851                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2852         } else
2853                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2854
2855         if (!prev->mm) {
2856                 prev->active_mm = NULL;
2857                 rq->prev_mm = oldmm;
2858         }
2859         /*
2860          * Since the runqueue lock will be released by the next
2861          * task (which is an invalid locking op but in the case
2862          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2863          * do an early lockdep release here:
2864          */
2865         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2866         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2867
2868         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2869         switch_to(prev, next, prev);
2870         barrier();
2871
2872         return finish_task_switch(prev);
2873 }
2874
2875 /*
2876  * nr_running and nr_context_switches:
2877  *
2878  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2879  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2880  */
2881 unsigned long nr_running(void)
2882 {
2883         unsigned long i, sum = 0;
2884
2885         for_each_online_cpu(i)
2886                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2887
2888         return sum;
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Check if only the current task is running on the cpu.
2893  *
2894  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2895  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2896  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2897  *
2898  * - from a non-preemptable section (of course)
2899  *
2900  * - from a thread that is bound to a single CPU
2901  *
2902  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2903  */
2904 bool single_task_running(void)
2905 {
2906         return raw_rq()->nr_running == 1;
2907 }
2908 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2909
2910 unsigned long long nr_context_switches(void)
2911 {
2912         int i;
2913         unsigned long long sum = 0;
2914
2915         for_each_possible_cpu(i)
2916                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2917
2918         return sum;
2919 }
2920
2921 unsigned long nr_iowait(void)
2922 {
2923         unsigned long i, sum = 0;
2924
2925         for_each_possible_cpu(i)
2926                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2927
2928         return sum;
2929 }
2930
2931 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2932 {
2933         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2934         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2935 }
2936
2937 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2938 {
2939         struct rq *rq = this_rq();
2940         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2941         *load = rq->load.weight;
2942 }
2943
2944 #ifdef CONFIG_SMP
2945
2946 /*
2947  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2948  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2949  */
2950 void sched_exec(void)
2951 {
2952         struct task_struct *p = current;
2953         unsigned long flags;
2954         int dest_cpu;
2955
2956         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2957         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2958         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2959                 goto unlock;
2960
2961         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2962                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2963
2964                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2965                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2966                 return;
2967         }
2968 unlock:
2969         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2970 }
2971
2972 #endif
2973
2974 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2975 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2976
2977 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2978 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2979
2980 /*
2981  * Return accounted runtime for the task.
2982  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2983  * pending runtime that have not been accounted yet.
2984  */
2985 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2986 {
2987         unsigned long flags;
2988         struct rq *rq;
2989         u64 ns;
2990
2991 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2992         /*
2993          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2994          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2995          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2996          *
2997          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2998          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2999          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3000          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3001          * been accounted, so we're correct here as well.
3002          */
3003         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3004                 return p->se.sum_exec_runtime;
3005 #endif
3006
3007         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3008         /*
3009          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3010          * project cycles that may never be accounted to this
3011          * thread, breaking clock_gettime().
3012          */
3013         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3014                 update_rq_clock(rq);
3015                 p->sched_class->update_curr(rq);
3016         }
3017         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3018         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3019
3020         return ns;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3025  * We call it with interrupts disabled.
3026  */
3027 void scheduler_tick(void)
3028 {
3029         int cpu = smp_processor_id();
3030         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3031         struct task_struct *curr = rq->curr;
3032
3033         sched_clock_tick();
3034
3035         raw_spin_lock(&rq->lock);
3036         update_rq_clock(rq);
3037         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3038         update_cpu_load_active(rq);
3039         calc_global_load_tick(rq);
3040         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3041
3042         perf_event_task_tick();
3043
3044 #ifdef CONFIG_SMP
3045         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3046         trigger_load_balance(rq);
3047 #endif
3048         rq_last_tick_reset(rq);
3049 }
3050
3051 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3052 /**
3053  * scheduler_tick_max_deferment
3054  *
3055  * Keep at least one tick per second when a single
3056  * active task is running because the scheduler doesn't
3057  * yet completely support full dynticks environment.
3058  *
3059  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3060  * balancing, etc... continue to move forward, even
3061  * with a very low granularity.
3062  *
3063  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3064  */
3065 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3066 {
3067         struct rq *rq = this_rq();
3068         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3069
3070         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3071
3072         if (time_before_eq(next, now))
3073                 return 0;
3074
3075         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3076 }
3077 #endif
3078
3079 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
3080 {
3081         if (in_lock_functions(addr)) {
3082                 addr = CALLER_ADDR2;
3083                 if (in_lock_functions(addr))
3084                         addr = CALLER_ADDR3;
3085         }
3086         return addr;
3087 }
3088
3089 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3090                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3091
3092 void preempt_count_add(int val)
3093 {
3094 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3095         /*
3096          * Underflow?
3097          */
3098         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3099                 return;
3100 #endif
3101         __preempt_count_add(val);
3102 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3103         /*
3104          * Spinlock count overflowing soon?
3105          */
3106         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3107                                 PREEMPT_MASK - 10);
3108 #endif
3109         if (preempt_count() == val) {
3110                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
3111 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3112                 current->preempt_disable_ip = ip;
3113 #endif
3114                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3115         }
3116 }
3117 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3118 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3119
3120 void preempt_count_sub(int val)
3121 {
3122 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3123         /*
3124          * Underflow?
3125          */
3126         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3127                 return;
3128         /*
3129          * Is the spinlock portion underflowing?
3130          */
3131         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3132                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3133                 return;
3134 #endif
3135
3136         if (preempt_count() == val)
3137                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
3138         __preempt_count_sub(val);
3139 }
3140 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3141 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3142
3143 #endif
3144
3145 /*
3146  * Print scheduling while atomic bug:
3147  */
3148 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3149 {
3150         if (oops_in_progress)
3151                 return;
3152
3153         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3154                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3155
3156         debug_show_held_locks(prev);
3157         print_modules();
3158         if (irqs_disabled())
3159                 print_irqtrace_events(prev);
3160 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3161         if (in_atomic_preempt_off()) {
3162                 pr_err("Preemption disabled at:");
3163                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
3164                 pr_cont("\n");
3165         }
3166 #endif
3167         dump_stack();
3168         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3169 }
3170
3171 /*
3172  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3173  */
3174 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3175 {
3176 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3177         BUG_ON(task_stack_end_corrupted(prev));
3178 #endif
3179
3180         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3181                 __schedule_bug(prev);
3182                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3183         }
3184         rcu_sleep_check();
3185
3186         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3187
3188         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3189 }
3190
3191 /*
3192  * Pick up the highest-prio task:
3193  */
3194 static inline struct task_struct *
3195 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3196 {
3197         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3198         struct task_struct *p;
3199
3200         /*
3201          * Optimization: we know that if all tasks are in
3202          * the fair class we can call that function directly:
3203          */
3204         if (likely(prev->sched_class == class &&
3205                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3206                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3207                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3208                         goto again;
3209
3210                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3211                 if (unlikely(!p))
3212                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3213
3214                 return p;
3215         }
3216
3217 again:
3218         for_each_class(class) {
3219                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
3220                 if (p) {
3221                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3222                                 goto again;
3223                         return p;
3224                 }
3225         }
3226
3227         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3228 }
3229
3230 /*
3231  * __schedule() is the main scheduler function.
3232  *
3233  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3234  *
3235  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3236  *
3237  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3238  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3239  *
3240  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3241  *      interrupt handler scheduler_tick().
3242  *
3243  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3244  *      task to the run-queue and that's it.
3245  *
3246  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3247  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3248  *      called on the nearest possible occasion:
3249  *
3250  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3251  *
3252  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3253  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3254  *           spin_unlock()!)
3255  *
3256  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3257  *           preemptible context
3258  *
3259  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3260  *         then at the next:
3261  *
3262  *          - cond_resched() call
3263  *          - explicit schedule() call
3264  *          - return from syscall or exception to user-space
3265  *          - return from interrupt-handler to user-space
3266  *
3267  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3268  */
3269 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3270 {
3271         struct task_struct *prev, *next;
3272         unsigned long *switch_count;
3273         struct rq *rq;
3274         int cpu;
3275
3276         cpu = smp_processor_id();
3277         rq = cpu_rq(cpu);
3278         prev = rq->curr;
3279
3280         /*
3281          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3282          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3283          * inconsistent (higher) preempt count.
3284          *
3285          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3286          * about this.
3287          */
3288         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3289                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3290
3291         schedule_debug(prev);
3292
3293         if (sched_feat(HRTICK))
3294                 hrtick_clear(rq);
3295
3296         local_irq_disable();
3297         rcu_note_context_switch();
3298
3299         /*
3300          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3301          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3302          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3303          */
3304         smp_mb__before_spinlock();
3305         raw_spin_lock(&rq->lock);
3306         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3307
3308         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3309
3310         switch_count = &prev->nivcsw;
3311         if (!preempt && prev->state) {
3312                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3313                         prev->state = TASK_RUNNING;
3314                 } else {
3315                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3316                         prev->on_rq = 0;
3317
3318                         /*
3319                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3320                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3321                          * concurrency.
3322                          */
3323                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3324                                 struct task_struct *to_wakeup;
3325
3326                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3327                                 if (to_wakeup)
3328                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3329                         }
3330                 }
3331                 switch_count = &prev->nvcsw;
3332         }
3333
3334         if (task_on_rq_queued(prev))
3335                 update_rq_clock(rq);
3336
3337         next = pick_next_task(rq, prev);
3338         clear_tsk_need_resched(prev);
3339         clear_preempt_need_resched();
3340         rq->clock_skip_update = 0;
3341
3342         if (likely(prev != next)) {
3343                 rq->nr_switches++;
3344                 rq->curr = next;
3345                 ++*switch_count;
3346
3347                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3348                 rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3349                 cpu = cpu_of(rq);
3350         } else {
3351                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
3352                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3353         }
3354
3355         balance_callback(rq);
3356 }
3357
3358 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3359 {
3360         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3361                 return;
3362         /*
3363          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3364          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3365          */
3366         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3367                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3368 }
3369
3370 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3371 {
3372         struct task_struct *tsk = current;
3373
3374         sched_submit_work(tsk);
3375         do {
3376                 preempt_disable();
3377                 __schedule(false);
3378                 sched_preempt_enable_no_resched();
3379         } while (need_resched());
3380 }
3381 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3382
3383 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3384 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3385 {
3386         /*
3387          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3388          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3389          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3390          * we find a better solution.
3391          *
3392          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3393          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3394          * too frequently to make sense yet.
3395          */
3396         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3397         schedule();
3398         exception_exit(prev_state);
3399 }
3400 #endif
3401
3402 /**
3403  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3404  *
3405  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3406  */
3407 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3408 {
3409         sched_preempt_enable_no_resched();
3410         schedule();
3411         preempt_disable();
3412 }
3413
3414 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3415 {
3416         do {
3417                 preempt_disable_notrace();
3418                 __schedule(true);
3419                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3420
3421                 /*
3422                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3423                  * between schedule and now.
3424                  */
3425         } while (need_resched());
3426 }
3427
3428 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3429 /*
3430  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3431  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3432  * occur there and call schedule directly.
3433  */
3434 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3435 {
3436         /*
3437          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3438          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3439          */
3440         if (likely(!preemptible()))
3441                 return;
3442
3443         preempt_schedule_common();
3444 }
3445 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3446 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3447
3448 /**
3449  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3450  *
3451  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3452  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3453  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3454  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3455  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3456  * to be called when the system is still in usermode.
3457  *
3458  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3459  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3460  * calling the scheduler.
3461  */
3462 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3463 {
3464         enum ctx_state prev_ctx;
3465
3466         if (likely(!preemptible()))
3467                 return;
3468
3469         do {
3470                 preempt_disable_notrace();
3471                 /*
3472                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3473                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3474                  * an infinite recursion.
3475                  */
3476                 prev_ctx = exception_enter();
3477                 __schedule(true);
3478                 exception_exit(prev_ctx);
3479
3480                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3481         } while (need_resched());
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3484
3485 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3486
3487 /*
3488  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3489  * off of irq context.
3490  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3491  * protect us against recursive calling from irq.
3492  */
3493 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3494 {
3495         enum ctx_state prev_state;
3496
3497         /* Catch callers which need to be fixed */
3498         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3499
3500         prev_state = exception_enter();
3501
3502         do {
3503                 preempt_disable();
3504                 local_irq_enable();
3505                 __schedule(true);
3506                 local_irq_disable();
3507                 sched_preempt_enable_no_resched();
3508         } while (need_resched());
3509
3510         exception_exit(prev_state);
3511 }
3512
3513 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3514                           void *key)
3515 {
3516         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3517 }
3518 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3519
3520 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3521
3522 /*
3523  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3524  * @p: task
3525  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3526  *
3527  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3528  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3529  *
3530  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3531  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3532  */
3533 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3534 {
3535         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = ENQUEUE_RESTORE;
3536         struct rq *rq;
3537         const struct sched_class *prev_class;
3538
3539         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3540
3541         rq = __task_rq_lock(p);
3542
3543         /*
3544          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3545          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3546          *
3547          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3548          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3549          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3550          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3551          * with interrupts disabled and will complete the lock
3552          * protected section without being interrupted. So there is no
3553          * real need to boost.
3554          */
3555         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3556                 WARN_ON(p != rq->curr);
3557                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3558                 goto out_unlock;
3559         }
3560
3561         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3562         oldprio = p->prio;
3563         prev_class = p->sched_class;
3564         queued = task_on_rq_queued(p);
3565         running = task_current(rq, p);
3566         if (queued)
3567                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3568         if (running)
3569                 put_prev_task(rq, p);
3570
3571         /*
3572          * Boosting condition are:
3573          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3574          *      --> -dl task blocks on mutex A
3575          *
3576          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3577          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3578          *          running task
3579          */
3580         if (dl_prio(prio)) {
3581                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3582                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3583                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3584                         p->dl.dl_boosted = 1;
3585                         enqueue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3586                 } else
3587                         p->dl.dl_boosted = 0;
3588                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3589         } else if (rt_prio(prio)) {
3590                 if (dl_prio(oldprio))
3591                         p->dl.dl_boosted = 0;
3592                 if (oldprio < prio)
3593                         enqueue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3594                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3595         } else {
3596                 if (dl_prio(oldprio))
3597                         p->dl.dl_boosted = 0;
3598                 if (rt_prio(oldprio))
3599                         p->rt.timeout = 0;
3600                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3601         }
3602
3603         p->prio = prio;
3604
3605         if (running)
3606                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3607         if (queued)
3608                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3609
3610         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3611 out_unlock:
3612         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3613         __task_rq_unlock(rq);
3614
3615         balance_callback(rq);
3616         preempt_enable();
3617 }
3618 #endif
3619
3620 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3621 {
3622         int old_prio, delta, queued;
3623         unsigned long flags;
3624         struct rq *rq;
3625
3626         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3627                 return;
3628         /*
3629          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3630          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3631          */
3632         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3633         /*
3634          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3635          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3636          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3637          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3638          */
3639         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3640                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3641                 goto out_unlock;
3642         }
3643         queued = task_on_rq_queued(p);
3644         if (queued)
3645                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3646
3647         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3648         set_load_weight(p);
3649         old_prio = p->prio;
3650         p->prio = effective_prio(p);
3651         delta = p->prio - old_prio;
3652
3653         if (queued) {
3654                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3655                 /*
3656                  * If the task increased its priority or is running and
3657                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3658                  */
3659                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3660                         resched_curr(rq);
3661         }
3662 out_unlock:
3663         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3664 }
3665 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3666
3667 /*
3668  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3669  * @p: task
3670  * @nice: nice value
3671  */
3672 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3673 {
3674         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3675         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3676
3677         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3678                 capable(CAP_SYS_NICE));
3679 }
3680
3681 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3682
3683 /*
3684  * sys_nice - change the priority of the current process.
3685  * @increment: priority increment
3686  *
3687  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3688  * does similar things.
3689  */
3690 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3691 {
3692         long nice, retval;
3693
3694         /*
3695          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3696          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3697          * and we have a single winner.
3698          */
3699         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3700         nice = task_nice(current) + increment;
3701
3702         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3703         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3704                 return -EPERM;
3705
3706         retval = security_task_setnice(current, nice);
3707         if (retval)
3708                 return retval;
3709
3710         set_user_nice(current, nice);
3711         return 0;
3712 }
3713
3714 #endif
3715
3716 /**
3717  * task_prio - return the priority value of a given task.
3718  * @p: the task in question.
3719  *
3720  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3721  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3722  * around 0, value goes from -16 to +15.
3723  */
3724 int task_prio(const struct task_struct *p)
3725 {
3726         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3727 }
3728
3729 /**
3730  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3731  * @cpu: the processor in question.
3732  *
3733  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3734  */
3735 int idle_cpu(int cpu)
3736 {
3737         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3738
3739         if (rq->curr != rq->idle)
3740                 return 0;
3741
3742         if (rq->nr_running)
3743                 return 0;
3744
3745 #ifdef CONFIG_SMP
3746         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3747                 return 0;
3748 #endif
3749
3750         return 1;
3751 }
3752
3753 /**
3754  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3755  * @cpu: the processor in question.
3756  *
3757  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3758  */
3759 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3760 {
3761         return cpu_rq(cpu)->idle;
3762 }
3763
3764 /**
3765  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3766  * @pid: the pid in question.
3767  *
3768  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3769  */
3770 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3771 {
3772         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3773 }
3774
3775 /*
3776  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3777  * SCHED_DEADLINE task.
3778  *
3779  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3780  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3781  * for the first time with its new policy.
3782  */
3783 static void
3784 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3785 {
3786         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3787
3788         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3789         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3790         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3791         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3792         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3793
3794         /*
3795          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3796          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3797          *
3798          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3799          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3800          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3801          * amount.
3802          *
3803          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3804          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3805          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3806          * before the current scheduling deadline.
3807          *
3808          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3809          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3810          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3811          * consume more than promised.
3812          */
3813 }
3814
3815 /*
3816  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3817  * it calls know not to change it.
3818  */
3819 #define SETPARAM_POLICY -1
3820
3821 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3822                 const struct sched_attr *attr)
3823 {
3824         int policy = attr->sched_policy;
3825
3826         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3827                 policy = p->policy;
3828
3829         p->policy = policy;
3830
3831         if (dl_policy(policy))
3832                 __setparam_dl(p, attr);
3833         else if (fair_policy(policy))
3834                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3835
3836         /*
3837          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3838          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3839          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3840          */
3841         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3842         p->normal_prio = normal_prio(p);
3843         set_load_weight(p);
3844 }
3845
3846 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3847 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3848                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3849 {
3850         __setscheduler_params(p, attr);
3851
3852         /*
3853          * Keep a potential priority boosting if called from
3854          * sched_setscheduler().
3855          */
3856         if (keep_boost)
3857                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3858         else
3859                 p->prio = normal_prio(p);
3860
3861         if (dl_prio(p->prio))
3862                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3863         else if (rt_prio(p->prio))
3864                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3865         else
3866                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3867 }
3868
3869 static void
3870 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3871 {
3872         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3873
3874         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3875         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3876         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3877         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3878         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3879 }
3880
3881 /*
3882  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3883  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3884  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3885  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3886  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3887  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3888  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3889  * sched_period, as the latter can be zero).
3890  */
3891 static bool
3892 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3893 {
3894         /* deadline != 0 */
3895         if (attr->sched_deadline == 0)
3896                 return false;
3897
3898         /*
3899          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3900          * that big.
3901          */
3902         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3903                 return false;
3904
3905         /*
3906          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3907          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3908          */
3909         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3910             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3911                 return false;
3912
3913         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3914         if ((attr->sched_period != 0 &&
3915              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3916             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3917                 return false;
3918
3919         return true;
3920 }
3921
3922 /*
3923  * check the target process has a UID that matches the current process's
3924  */
3925 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3926 {
3927         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3928         bool match;
3929
3930         rcu_read_lock();
3931         pcred = __task_cred(p);
3932         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3933                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3934         rcu_read_unlock();
3935         return match;
3936 }
3937
3938 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
3939                 const struct sched_attr *attr)
3940 {
3941         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3942
3943         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
3944                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
3945                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
3946                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
3947                 return true;
3948
3949         return false;
3950 }
3951
3952 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3953                                 const struct sched_attr *attr,
3954                                 bool user, bool pi)
3955 {
3956         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3957                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3958         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
3959         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
3960         unsigned long flags;
3961         const struct sched_class *prev_class;
3962         struct rq *rq;
3963         int reset_on_fork;
3964
3965         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3966         BUG_ON(in_interrupt());
3967 recheck:
3968         /* double check policy once rq lock held */
3969         if (policy < 0) {
3970                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3971                 policy = oldpolicy = p->policy;
3972         } else {
3973                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3974
3975                 if (!valid_policy(policy))
3976                         return -EINVAL;
3977         }
3978
3979         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
3980                 return -EINVAL;
3981
3982         /*
3983          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3984          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3985          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3986          */
3987         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3988             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3989                 return -EINVAL;
3990         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
3991             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
3992                 return -EINVAL;
3993
3994         /*
3995          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3996          */
3997         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3998                 if (fair_policy(policy)) {
3999                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4000                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4001                                 return -EPERM;
4002                 }
4003
4004                 if (rt_policy(policy)) {
4005                         unsigned long rlim_rtprio =
4006                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4007
4008                         /* can't set/change the rt policy */
4009                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4010                                 return -EPERM;
4011
4012                         /* can't increase priority */
4013                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4014                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4015                                 return -EPERM;
4016                 }
4017
4018                  /*
4019                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4020                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4021                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4022                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4023                   */
4024                 if (dl_policy(policy))
4025                         return -EPERM;
4026
4027                 /*
4028                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4029                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4030                  */
4031                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4032                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4033                                 return -EPERM;
4034                 }
4035
4036                 /* can't change other user's priorities */
4037                 if (!check_same_owner(p))
4038                         return -EPERM;
4039
4040                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4041                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4042                         return -EPERM;
4043         }
4044
4045         if (user) {
4046                 retval = security_task_setscheduler(p);
4047                 if (retval)
4048                         return retval;
4049         }
4050
4051         /*
4052          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4053          * changing the priority of the task:
4054          *
4055          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4056          * runqueue lock must be held.
4057          */
4058         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4059
4060         /*
4061          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4062          */
4063         if (p == rq->stop) {
4064                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4065                 return -EINVAL;
4066         }
4067
4068         /*
4069          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4070          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4071          */
4072         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4073                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4074                         goto change;
4075                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4076                         goto change;
4077                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4078                         goto change;
4079
4080                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4081                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4082                 return 0;
4083         }
4084 change:
4085
4086         if (user) {
4087 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4088                 /*
4089                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4090                  * assigned.
4091                  */
4092                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4093                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4094                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4095                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4096                         return -EPERM;
4097                 }
4098 #endif
4099 #ifdef CONFIG_SMP
4100                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4101                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4102
4103                         /*
4104                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4105                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4106                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4107                          */
4108                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4109                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4110                                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4111                                 return -EPERM;
4112                         }
4113                 }
4114 #endif
4115         }
4116
4117         /* recheck policy now with rq lock held */
4118         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4119                 policy = oldpolicy = -1;
4120                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4121                 goto recheck;
4122         }
4123
4124         /*
4125          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4126          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4127          * is available.
4128          */
4129         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4130                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4131                 return -EBUSY;
4132         }
4133
4134         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4135         oldprio = p->prio;
4136
4137         if (pi) {
4138                 /*
4139                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4140                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4141                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4142                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4143                  * itself.
4144                  */
4145                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4146                 if (new_effective_prio == oldprio) {
4147                         __setscheduler_params(p, attr);
4148                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4149                         return 0;
4150                 }
4151         }
4152
4153         queued = task_on_rq_queued(p);
4154         running = task_current(rq, p);
4155         if (queued)
4156                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
4157         if (running)
4158                 put_prev_task(rq, p);
4159
4160         prev_class = p->sched_class;
4161         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4162
4163         if (running)
4164                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4165         if (queued) {
4166                 int enqueue_flags = ENQUEUE_RESTORE;
4167                 /*
4168                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4169                  * increased (user space view).
4170                  */
4171                 if (oldprio <= p->prio)
4172                         enqueue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4173
4174                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flags);
4175         }
4176
4177         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4178         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4179         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4180
4181         if (pi)
4182                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4183
4184         /*
4185          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4186          */
4187         balance_callback(rq);
4188         preempt_enable();
4189
4190         return 0;
4191 }
4192
4193 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4194                                const struct sched_param *param, bool check)
4195 {
4196         struct sched_attr attr = {
4197                 .sched_policy   = policy,
4198                 .sched_priority = param->sched_priority,
4199                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4200         };
4201
4202         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4203         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4204                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4205                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4206                 attr.sched_policy = policy;
4207         }
4208
4209         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4210 }
4211 /**
4212  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4213  * @p: the task in question.
4214  * @policy: new policy.
4215  * @param: structure containing the new RT priority.
4216  *
4217  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4218  *
4219  * NOTE that the task may be already dead.
4220  */
4221 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4222                        const struct sched_param *param)
4223 {
4224         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4225 }
4226 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4227
4228 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4229 {
4230         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4231 }
4232 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4233
4234 /**
4235  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4236  * @p: the task in question.
4237  * @policy: new policy.
4238  * @param: structure containing the new RT priority.
4239  *
4240  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4241  * current context has permission.  For example, this is needed in
4242  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4243  * but our caller might not have that capability.
4244  *
4245  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4246  */
4247 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4248                                const struct sched_param *param)
4249 {
4250         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4251 }
4252 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4253
4254 static int
4255 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4256 {
4257         struct sched_param lparam;
4258         struct task_struct *p;
4259         int retval;
4260
4261         if (!param || pid < 0)
4262                 return -EINVAL;
4263         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4264                 return -EFAULT;
4265
4266         rcu_read_lock();
4267         retval = -ESRCH;
4268         p = find_process_by_pid(pid);
4269         if (p != NULL)
4270                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4271         rcu_read_unlock();
4272
4273         return retval;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4278  */
4279 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4280                            struct sched_attr *attr)
4281 {
4282         u32 size;
4283         int ret;
4284
4285         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4286                 return -EFAULT;
4287
4288         /*
4289          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4290          */
4291         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4292
4293         ret = get_user(size, &uattr->size);
4294         if (ret)
4295                 return ret;
4296
4297         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4298                 goto err_size;
4299
4300         if (!size)              /* abi compat */
4301                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4302
4303         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4304                 goto err_size;
4305
4306         /*
4307          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4308          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4309          * user-space does not rely on any kernel feature
4310          * extensions we dont know about yet.
4311          */
4312         if (size > sizeof(*attr)) {
4313                 unsigned char __user *addr;
4314                 unsigned char __user *end;
4315                 unsigned char val;
4316
4317                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4318                 end  = (void __user *)uattr + size;
4319
4320                 for (; addr < end; addr++) {
4321                         ret = get_user(val, addr);
4322                         if (ret)
4323                                 return ret;
4324                         if (val)
4325                                 goto err_size;
4326                 }
4327                 size = sizeof(*attr);
4328         }
4329
4330         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4331         if (ret)
4332                 return -EFAULT;
4333
4334         /*
4335          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4336          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4337          */
4338         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4339
4340         return 0;
4341
4342 err_size:
4343         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4344         return -E2BIG;
4345 }
4346
4347 /**
4348  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4349  * @pid: the pid in question.
4350  * @policy: new policy.
4351  * @param: structure containing the new RT priority.
4352  *
4353  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4354  */
4355 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4356                 struct sched_param __user *, param)
4357 {
4358         /* negative values for policy are not valid */
4359         if (policy < 0)
4360                 return -EINVAL;
4361
4362         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4363 }
4364
4365 /**
4366  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4367  * @pid: the pid in question.
4368  * @param: structure containing the new RT priority.
4369  *
4370  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4371  */
4372 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4373 {
4374         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4375 }
4376
4377 /**
4378  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4379  * @pid: the pid in question.
4380  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4381  * @flags: for future extension.
4382  */
4383 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4384                                unsigned int, flags)
4385 {
4386         struct sched_attr attr;
4387         struct task_struct *p;
4388         int retval;
4389
4390         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4391                 return -EINVAL;
4392
4393         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4394         if (retval)
4395                 return retval;
4396
4397         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4398                 return -EINVAL;
4399
4400         rcu_read_lock();
4401         retval = -ESRCH;
4402         p = find_process_by_pid(pid);
4403         if (p != NULL)
4404                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4405         rcu_read_unlock();
4406
4407         return retval;
4408 }
4409
4410 /**
4411  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4412  * @pid: the pid in question.
4413  *
4414  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4415  * code.
4416  */
4417 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4418 {
4419         struct task_struct *p;
4420         int retval;
4421
4422         if (pid < 0)
4423                 return -EINVAL;
4424
4425         retval = -ESRCH;
4426         rcu_read_lock();
4427         p = find_process_by_pid(pid);
4428         if (p) {
4429                 retval = security_task_getscheduler(p);
4430                 if (!retval)
4431                         retval = p->policy
4432                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4433         }
4434         rcu_read_unlock();
4435         return retval;
4436 }
4437
4438 /**
4439  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4440  * @pid: the pid in question.
4441  * @param: structure containing the RT priority.
4442  *
4443  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4444  * code.
4445  */
4446 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4447 {
4448         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4449         struct task_struct *p;
4450         int retval;
4451
4452         if (!param || pid < 0)
4453                 return -EINVAL;
4454
4455         rcu_read_lock();
4456         p = find_process_by_pid(pid);
4457         retval = -ESRCH;
4458         if (!p)
4459                 goto out_unlock;
4460
4461         retval = security_task_getscheduler(p);
4462         if (retval)
4463                 goto out_unlock;
4464
4465         if (task_has_rt_policy(p))
4466                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4467         rcu_read_unlock();
4468
4469         /*
4470          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4471          */
4472         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4473
4474         return retval;
4475
4476 out_unlock:
4477         rcu_read_unlock();
4478         return retval;
4479 }
4480
4481 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4482                            struct sched_attr *attr,
4483                            unsigned int usize)
4484 {
4485         int ret;
4486
4487         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4488                 return -EFAULT;
4489
4490         /*
4491          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4492          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4493          * user-space does not get uncomplete information.
4494          */
4495         if (usize < sizeof(*attr)) {
4496                 unsigned char *addr;
4497                 unsigned char *end;
4498
4499                 addr = (void *)attr + usize;
4500                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4501
4502                 for (; addr < end; addr++) {
4503                         if (*addr)
4504                                 return -EFBIG;
4505                 }
4506
4507                 attr->size = usize;
4508         }
4509
4510         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4511         if (ret)
4512                 return -EFAULT;
4513
4514         return 0;
4515 }
4516
4517 /**
4518  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4519  * @pid: the pid in question.
4520  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4521  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4522  * @flags: for future extension.
4523  */
4524 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4525                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4526 {
4527         struct sched_attr attr = {
4528                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4529         };
4530         struct task_struct *p;
4531         int retval;
4532
4533         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4534             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4535                 return -EINVAL;
4536
4537         rcu_read_lock();
4538         p = find_process_by_pid(pid);
4539         retval = -ESRCH;
4540         if (!p)
4541                 goto out_unlock;
4542
4543         retval = security_task_getscheduler(p);
4544         if (retval)
4545                 goto out_unlock;
4546
4547         attr.sched_policy = p->policy;
4548         if (p->sched_reset_on_fork)
4549                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4550         if (task_has_dl_policy(p))
4551                 __getparam_dl(p, &attr);
4552         else if (task_has_rt_policy(p))
4553                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4554         else
4555                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4556
4557         rcu_read_unlock();
4558
4559         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4560         return retval;
4561
4562 out_unlock:
4563         rcu_read_unlock();
4564         return retval;
4565 }
4566
4567 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4568 {
4569         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4570         struct task_struct *p;
4571         int retval;
4572
4573         rcu_read_lock();
4574
4575         p = find_process_by_pid(pid);
4576         if (!p) {
4577                 rcu_read_unlock();
4578                 return -ESRCH;
4579         }
4580
4581         /* Prevent p going away */
4582         get_task_struct(p);
4583         rcu_read_unlock();
4584
4585         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4586                 retval = -EINVAL;
4587                 goto out_put_task;
4588         }
4589         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4590                 retval = -ENOMEM;
4591                 goto out_put_task;
4592         }
4593         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4594                 retval = -ENOMEM;
4595                 goto out_free_cpus_allowed;
4596         }
4597         retval = -EPERM;
4598         if (!check_same_owner(p)) {
4599                 rcu_read_lock();
4600                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4601                         rcu_read_unlock();
4602                         goto out_free_new_mask;
4603                 }
4604                 rcu_read_unlock();
4605         }
4606
4607         retval = security_task_setscheduler(p);
4608         if (retval)
4609                 goto out_free_new_mask;
4610
4611
4612         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4613         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4614
4615         /*
4616          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4617          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4618          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4619          * root_domain.
4620          */
4621 #ifdef CONFIG_SMP
4622         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4623                 rcu_read_lock();
4624                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4625                         retval = -EBUSY;
4626                         rcu_read_unlock();
4627                         goto out_free_new_mask;
4628                 }
4629                 rcu_read_unlock();
4630         }
4631 #endif
4632 again:
4633         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4634
4635         if (!retval) {
4636                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4637                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4638                         /*
4639                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4640                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4641                          * cpuset's cpus_allowed
4642                          */
4643                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4644                         goto again;
4645                 }
4646         }
4647 out_free_new_mask:
4648         free_cpumask_var(new_mask);
4649 out_free_cpus_allowed:
4650         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4651 out_put_task:
4652         put_task_struct(p);
4653         return retval;
4654 }
4655
4656 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4657                              struct cpumask *new_mask)
4658 {
4659         if (len < cpumask_size())
4660                 cpumask_clear(new_mask);
4661         else if (len > cpumask_size())
4662                 len = cpumask_size();
4663
4664         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4665 }
4666
4667 /**
4668  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4669  * @pid: pid of the process
4670  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4671  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4672  *
4673  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4674  */
4675 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4676                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4677 {
4678         cpumask_var_t new_mask;
4679         int retval;
4680
4681         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4682                 return -ENOMEM;
4683
4684         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4685         if (retval == 0)
4686                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4687         free_cpumask_var(new_mask);
4688         return retval;
4689 }
4690
4691 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4692 {
4693         struct task_struct *p;
4694         unsigned long flags;
4695         int retval;
4696
4697         rcu_read_lock();
4698
4699         retval = -ESRCH;
4700         p = find_process_by_pid(pid);
4701         if (!p)
4702                 goto out_unlock;
4703
4704         retval = security_task_getscheduler(p);
4705         if (retval)
4706                 goto out_unlock;
4707
4708         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4709         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4710         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4711
4712 out_unlock:
4713         rcu_read_unlock();
4714
4715         return retval;
4716 }
4717
4718 /**
4719  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4720  * @pid: pid of the process
4721  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4722  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4723  *
4724  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4725  */
4726 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4727                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4728 {
4729         int ret;
4730         cpumask_var_t mask;
4731
4732         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4733                 return -EINVAL;
4734         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4735                 return -EINVAL;
4736
4737         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4738                 return -ENOMEM;
4739
4740         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4741         if (ret == 0) {
4742                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4743
4744                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4745                         ret = -EFAULT;
4746                 else
4747                         ret = retlen;
4748         }
4749         free_cpumask_var(mask);
4750
4751         return ret;
4752 }
4753
4754 /**
4755  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4756  *
4757  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4758  * other threads running on this CPU then this function will return.
4759  *
4760  * Return: 0.
4761  */
4762 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4763 {
4764         struct rq *rq = this_rq_lock();
4765
4766         schedstat_inc(rq, yld_count);
4767         current->sched_class->yield_task(rq);
4768
4769         /*
4770          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4771          * no need to preempt or enable interrupts:
4772          */
4773         __release(rq->lock);
4774         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4775         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4776         sched_preempt_enable_no_resched();
4777
4778         schedule();
4779
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 int __sched _cond_resched(void)
4784 {
4785         if (should_resched(0)) {
4786                 preempt_schedule_common();
4787                 return 1;
4788         }
4789         return 0;
4790 }
4791 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4792
4793 /*
4794  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4795  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4796  *
4797  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4798  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4799  * spin_unlock(), once by hand).
4800  */
4801 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4802 {
4803         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4804         int ret = 0;
4805
4806         lockdep_assert_held(lock);
4807
4808         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4809                 spin_unlock(lock);
4810                 if (resched)
4811                         preempt_schedule_common();
4812                 else
4813                         cpu_relax();
4814                 ret = 1;
4815                 spin_lock(lock);
4816         }
4817         return ret;
4818 }
4819 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4820
4821 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4822 {
4823         BUG_ON(!in_softirq());
4824
4825         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4826                 local_bh_enable();
4827                 preempt_schedule_common();
4828                 local_bh_disable();
4829                 return 1;
4830         }
4831         return 0;
4832 }
4833 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4834
4835 /**
4836  * yield - yield the current processor to other threads.
4837  *
4838  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4839  *
4840  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4841  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4842  * it, its already broken.
4843  *
4844  * Typical broken usage is:
4845  *
4846  * while (!event)
4847  *      yield();
4848  *
4849  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4850  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4851  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4852  *
4853  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4854  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4855  * If you still want to use yield(), do not!
4856  */
4857 void __sched yield(void)
4858 {
4859         set_current_state(TASK_RUNNING);
4860         sys_sched_yield();
4861 }
4862 EXPORT_SYMBOL(yield);
4863
4864 /**
4865  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4866  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4867  * processor it's on.
4868  * @p: target task
4869  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4870  *
4871  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4872  * can't go away on us before we can do any checks.
4873  *
4874  * Return:
4875  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4876  *      false (0) if we failed to boost the target.
4877  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4878  */
4879 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4880 {
4881         struct task_struct *curr = current;
4882         struct rq *rq, *p_rq;
4883         unsigned long flags;
4884         int yielded = 0;
4885
4886         local_irq_save(flags);
4887         rq = this_rq();
4888
4889 again:
4890         p_rq = task_rq(p);
4891         /*
4892          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4893          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4894          */
4895         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4896                 yielded = -ESRCH;
4897                 goto out_irq;
4898         }
4899
4900         double_rq_lock(rq, p_rq);
4901         if (task_rq(p) != p_rq) {
4902                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4903                 goto again;
4904         }
4905
4906         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4907                 goto out_unlock;
4908
4909         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4910                 goto out_unlock;
4911
4912         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4913                 goto out_unlock;
4914
4915         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4916         if (yielded) {
4917                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4918                 /*
4919                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4920                  * fairness.
4921                  */
4922                 if (preempt && rq != p_rq)
4923                         resched_curr(p_rq);
4924         }
4925
4926 out_unlock:
4927         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4928 out_irq:
4929         local_irq_restore(flags);
4930
4931         if (yielded > 0)
4932                 schedule();
4933
4934         return yielded;
4935 }
4936 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4937
4938 /*
4939  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4940  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4941  */
4942 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4943 {
4944         int old_iowait = current->in_iowait;
4945         struct rq *rq;
4946         long ret;
4947
4948         current->in_iowait = 1;
4949         blk_schedule_flush_plug(current);
4950
4951         delayacct_blkio_start();
4952         rq = raw_rq();
4953         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4954         ret = schedule_timeout(timeout);
4955         current->in_iowait = old_iowait;
4956         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4957         delayacct_blkio_end();
4958
4959         return ret;
4960 }
4961 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
4962
4963 /**
4964  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4965  * @policy: scheduling class.
4966  *
4967  * Return: On success, this syscall returns the maximum
4968  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4969  * On failure, a negative error code is returned.
4970  */
4971 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4972 {
4973         int ret = -EINVAL;
4974
4975         switch (policy) {
4976         case SCHED_FIFO:
4977         case SCHED_RR:
4978                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4979                 break;
4980         case SCHED_DEADLINE:
4981         case SCHED_NORMAL:
4982         case SCHED_BATCH:
4983         case SCHED_IDLE:
4984                 ret = 0;
4985                 break;
4986         }
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 /**
4991  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
4992  * @policy: scheduling class.
4993  *
4994  * Return: On success, this syscall returns the minimum
4995  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4996  * On failure, a negative error code is returned.
4997  */
4998 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
4999 {
5000         int ret = -EINVAL;
5001
5002         switch (policy) {
5003         case SCHED_FIFO:
5004         case SCHED_RR:
5005                 ret = 1;
5006                 break;
5007         case SCHED_DEADLINE:
5008         case SCHED_NORMAL:
5009         case SCHED_BATCH:
5010         case SCHED_IDLE:
5011                 ret = 0;
5012         }
5013         return ret;
5014 }
5015
5016 /**
5017  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5018  * @pid: pid of the process.
5019  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5020  *
5021  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5022  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5023  *
5024  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5025  * an error code.
5026  */
5027 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5028                 struct timespec __user *, interval)
5029 {
5030         struct task_struct *p;
5031         unsigned int time_slice;
5032         unsigned long flags;
5033         struct rq *rq;
5034         int retval;
5035         struct timespec t;
5036
5037         if (pid < 0)
5038                 return -EINVAL;
5039
5040         retval = -ESRCH;
5041         rcu_read_lock();
5042         p = find_process_by_pid(pid);
5043         if (!p)
5044                 goto out_unlock;
5045
5046         retval = security_task_getscheduler(p);
5047         if (retval)
5048                 goto out_unlock;
5049
5050         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5051         time_slice = 0;
5052         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5053                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5054         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5055
5056         rcu_read_unlock();
5057         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5058         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5059         return retval;
5060
5061 out_unlock:
5062         rcu_read_unlock();
5063         return retval;
5064 }
5065
5066 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5067
5068 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5069 {
5070         unsigned long free = 0;
5071         int ppid;
5072         unsigned long state = p->state;
5073
5074         if (state)
5075                 state = __ffs(state) + 1;
5076         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5077                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5078 #if BITS_PER_LONG == 32
5079         if (state == TASK_RUNNING)
5080                 printk(KERN_CONT " running  ");
5081         else
5082                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5083 #else
5084         if (state == TASK_RUNNING)
5085                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5086         else
5087                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5088 #endif
5089 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5090         free = stack_not_used(p);
5091 #endif
5092         ppid = 0;
5093         rcu_read_lock();
5094         if (pid_alive(p))
5095                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5096         rcu_read_unlock();
5097         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5098                 task_pid_nr(p), ppid,
5099                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5100
5101         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5102         show_stack(p, NULL);
5103 }
5104
5105 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5106 {
5107         struct task_struct *g, *p;
5108
5109 #if BITS_PER_LONG == 32
5110         printk(KERN_INFO
5111                 "  task                PC stack   pid father\n");
5112 #else
5113         printk(KERN_INFO
5114                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5115 #endif
5116         rcu_read_lock();
5117         for_each_process_thread(g, p) {
5118                 /*
5119                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5120                  * console might take a lot of time:
5121                  */
5122                 touch_nmi_watchdog();
5123                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5124                         sched_show_task(p);
5125         }
5126
5127         touch_all_softlockup_watchdogs();
5128
5129 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5130         sysrq_sched_debug_show();
5131 #endif
5132         rcu_read_unlock();
5133         /*
5134          * Only show locks if all tasks are dumped:
5135          */
5136         if (!state_filter)
5137                 debug_show_all_locks();
5138 }
5139
5140 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5141 {
5142         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5143 }
5144
5145 /**
5146  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5147  * @idle: task in question
5148  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5149  *
5150  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5151  * flag, to make booting more robust.
5152  */
5153 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5154 {
5155         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5156         unsigned long flags;
5157
5158         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5159         raw_spin_lock(&rq->lock);
5160
5161         __sched_fork(0, idle);
5162         idle->state = TASK_RUNNING;
5163         idle->se.exec_start = sched_clock();
5164
5165 #ifdef CONFIG_SMP
5166         /*
5167          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5168          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5169          *
5170          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5171          */
5172         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5173 #endif
5174         /*
5175          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5176          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5177          * lockdep check in task_group() will fail.
5178          *
5179          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5180          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5181          *
5182          * Silence PROVE_RCU
5183          */
5184         rcu_read_lock();
5185         __set_task_cpu(idle, cpu);
5186         rcu_read_unlock();
5187
5188         rq->curr = rq->idle = idle;
5189         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5190 #ifdef CONFIG_SMP
5191         idle->on_cpu = 1;
5192 #endif
5193         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5194         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5195
5196         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5197         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5198
5199         /*
5200          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5201          */
5202         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5203         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5204         vtime_init_idle(idle, cpu);
5205 #ifdef CONFIG_SMP
5206         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5207 #endif
5208 }
5209
5210 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5211                               const struct cpumask *trial)
5212 {
5213         int ret = 1, trial_cpus;
5214         struct dl_bw *cur_dl_b;
5215         unsigned long flags;
5216
5217         if (!cpumask_weight(cur))
5218                 return ret;
5219
5220         rcu_read_lock_sched();
5221         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5222         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5223
5224         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5225         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5226             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5227                 ret = 0;
5228         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5229         rcu_read_unlock_sched();
5230
5231         return ret;
5232 }
5233
5234 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5235                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5236 {
5237         int ret = 0;
5238
5239         /*
5240          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5241          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5242          * affinity and isolating such threads by their set of
5243          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5244          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5245          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5246          * before cpus_allowed may be changed.
5247          */
5248         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5249                 ret = -EINVAL;
5250                 goto out;
5251         }
5252
5253 #ifdef CONFIG_SMP
5254         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5255                                               cs_cpus_allowed)) {
5256                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5257                                                         cs_cpus_allowed);
5258                 struct dl_bw *dl_b;
5259                 bool overflow;
5260                 int cpus;
5261                 unsigned long flags;
5262
5263                 rcu_read_lock_sched();
5264                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5265                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5266                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5267                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5268                 if (overflow)
5269                         ret = -EBUSY;
5270                 else {
5271                         /*
5272                          * We reserve space for this task in the destination
5273                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5274                          * We will free resources in the source root_domain
5275                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5276                          */
5277                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5278                 }
5279                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5280                 rcu_read_unlock_sched();
5281
5282         }
5283 #endif
5284 out:
5285         return ret;
5286 }
5287
5288 #ifdef CONFIG_SMP
5289
5290 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5291 /* Migrate current task p to target_cpu */
5292 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5293 {
5294         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5295         int curr_cpu = task_cpu(p);
5296
5297         if (curr_cpu == target_cpu)
5298                 return 0;
5299
5300         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5301                 return -EINVAL;
5302
5303         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5304
5305         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5306         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5307 }
5308
5309 /*
5310  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5311  * tasks on the runqueues
5312  */
5313 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5314 {
5315         struct rq *rq;
5316         unsigned long flags;
5317         bool queued, running;
5318
5319         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5320         queued = task_on_rq_queued(p);
5321         running = task_current(rq, p);
5322
5323         if (queued)
5324                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5325         if (running)
5326                 put_prev_task(rq, p);
5327
5328         p->numa_preferred_nid = nid;
5329
5330         if (running)
5331                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5332         if (queued)
5333                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5334         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5335 }
5336 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5337
5338 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5339 /*
5340  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5341  * offline.
5342  */
5343 void idle_task_exit(void)
5344 {
5345         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5346
5347         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5348
5349         if (mm != &init_mm) {
5350                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5351                 finish_arch_post_lock_switch();
5352         }
5353         mmdrop(mm);
5354 }
5355
5356 /*
5357  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5358  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5359  * nr_active count is stable.
5360  *
5361  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5362  */
5363 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5364 {
5365         long delta = calc_load_fold_active(rq);
5366         if (delta)
5367                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5368 }
5369
5370 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5371 {
5372 }
5373
5374 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5375         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5376 };
5377
5378 static struct task_struct fake_task = {
5379         /*
5380          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5381          */
5382         .prio = MAX_PRIO + 1,
5383         .sched_class = &fake_sched_class,
5384 };
5385
5386 /*
5387  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5388  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5389  *
5390  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5391  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5392  * because of lock validation efforts.
5393  */
5394 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5395 {
5396         struct rq *rq = dead_rq;
5397         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5398         int dest_cpu;
5399
5400         /*
5401          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5402          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5403          *
5404          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5405          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5406          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5407          * done here.
5408          */
5409         rq->stop = NULL;
5410
5411         /*
5412          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5413          * class method both need to have an up-to-date
5414          * value of rq->clock[_task]
5415          */
5416         update_rq_clock(rq);
5417
5418         for (;;) {
5419                 /*
5420                  * There's this thread running, bail when that's the only
5421                  * remaining thread.
5422                  */
5423                 if (rq->nr_running == 1)
5424                         break;
5425
5426                 /*
5427                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5428                  */
5429                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5430                 next = pick_next_task(rq, &fake_task);
5431                 BUG_ON(!next);
5432                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5433
5434                 /*
5435                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5436                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5437                  * stabilizes the mask.
5438                  *
5439                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5440                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5441                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5442                  */
5443                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5444                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5445                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5446                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5447
5448                 /*
5449                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5450                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5451                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5452                  */
5453                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5454                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5455                         continue;
5456                 }
5457
5458                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5459                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5460
5461                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5462                 if (rq != dead_rq) {
5463                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5464                         rq = dead_rq;
5465                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5466                 }
5467                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5468         }
5469
5470         rq->stop = stop;
5471 }
5472 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5473
5474 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5475
5476 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5477         {
5478                 .procname       = "sched_domain",
5479                 .mode           = 0555,
5480         },
5481         {}
5482 };
5483
5484 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5485         {
5486                 .procname       = "kernel",
5487                 .mode           = 0555,
5488                 .child          = sd_ctl_dir,
5489         },
5490         {}
5491 };
5492
5493 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5494 {
5495         struct ctl_table *entry =
5496                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5497
5498         return entry;
5499 }
5500
5501 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5502 {
5503         struct ctl_table *entry;
5504
5505         /*
5506          * In the intermediate directories, both the child directory and
5507          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5508          * will always be set. In the lowest directory the names are
5509          * static strings and all have proc handlers.
5510          */
5511         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5512                 if (entry->child)
5513                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5514                 if (entry->proc_handler == NULL)
5515                         kfree(entry->procname);
5516         }
5517
5518         kfree(*tablep);
5519         *tablep = NULL;
5520 }
5521
5522 static int min_load_idx = 0;
5523 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5524
5525 static void
5526 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5527                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5528                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5529                 bool load_idx)
5530 {
5531         entry->procname = procname;
5532         entry->data = data;
5533         entry->maxlen = maxlen;
5534         entry->mode = mode;
5535         entry->proc_handler = proc_handler;
5536
5537         if (load_idx) {
5538                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5539                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5540         }
5541 }
5542
5543 static struct ctl_table *
5544 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5545 {
5546         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(14);
5547
5548         if (table == NULL)
5549                 return NULL;
5550
5551         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5552                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5553         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5554                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5555         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5556                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5557         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5558                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5559         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5560                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5561         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5562                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5563         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5564                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5565         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5566                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5567         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5568                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5569         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5570                 &sd->cache_nice_tries,
5571                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5572         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5573                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5574         set_table_entry(&table[11], "max_newidle_lb_cost",
5575                 &sd->max_newidle_lb_cost,
5576                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5577         set_table_entry(&table[12], "name", sd->name,
5578                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5579         /* &table[13] is terminator */
5580
5581         return table;
5582 }
5583
5584 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5585 {
5586         struct ctl_table *entry, *table;
5587         struct sched_domain *sd;
5588         int domain_num = 0, i;
5589         char buf[32];
5590
5591         for_each_domain(cpu, sd)
5592                 domain_num++;
5593         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5594         if (table == NULL)
5595                 return NULL;
5596
5597         i = 0;
5598         for_each_domain(cpu, sd) {
5599                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5600                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5601                 entry->mode = 0555;
5602                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5603                 entry++;
5604                 i++;
5605         }
5606         return table;
5607 }
5608
5609 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5610 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5611 {
5612         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5613         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5614         char buf[32];
5615
5616         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5617         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5618
5619         if (entry == NULL)
5620                 return;
5621
5622         for_each_possible_cpu(i) {
5623                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5624                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5625                 entry->mode = 0555;
5626                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5627                 entry++;
5628         }
5629
5630         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5631         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5632 }
5633
5634 /* may be called multiple times per register */
5635 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5636 {
5637         unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5638         sd_sysctl_header = NULL;
5639         if (sd_ctl_dir[0].child)
5640                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5641 }
5642 #else
5643 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5644 {
5645 }
5646 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5647 {
5648 }
5649 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG && CONFIG_SYSCTL */
5650
5651 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5652 {
5653         if (!rq->online) {
5654                 const struct sched_class *class;
5655
5656                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5657                 rq->online = 1;
5658
5659                 for_each_class(class) {
5660                         if (class->rq_online)
5661                                 class->rq_online(rq);
5662                 }
5663         }
5664 }
5665
5666 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5667 {
5668         if (rq->online) {
5669                 const struct sched_class *class;
5670
5671                 for_each_class(class) {
5672                         if (class->rq_offline)
5673                                 class->rq_offline(rq);
5674                 }
5675
5676                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5677                 rq->online = 0;
5678         }
5679 }
5680
5681 /*
5682  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5683  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5684  */
5685 static int
5686 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5687 {
5688         int cpu = (long)hcpu;
5689         unsigned long flags;
5690         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5691
5692         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5693
5694         case CPU_UP_PREPARE:
5695                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5696                 break;
5697
5698         case CPU_ONLINE:
5699                 /* Update our root-domain */
5700                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5701                 if (rq->rd) {
5702                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5703
5704                         set_rq_online(rq);
5705                 }
5706                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5707                 break;
5708
5709 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5710         case CPU_DYING:
5711                 sched_ttwu_pending();
5712                 /* Update our root-domain */
5713                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5714                 if (rq->rd) {
5715                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5716                         set_rq_offline(rq);
5717                 }
5718                 migrate_tasks(rq);
5719                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5720                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5721                 break;
5722
5723         case CPU_DEAD:
5724                 calc_load_migrate(rq);
5725                 break;
5726 #endif
5727         }
5728
5729         update_max_interval();
5730
5731         return NOTIFY_OK;
5732 }
5733
5734 /*
5735  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5736  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5737  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5738  */
5739 static struct notifier_block migration_notifier = {
5740         .notifier_call = migration_call,
5741         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5742 };
5743
5744 static void set_cpu_rq_start_time(void)
5745 {
5746         int cpu = smp_processor_id();
5747         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5748         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5749 }
5750
5751 static int sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5752                                       unsigned long action, void *hcpu)
5753 {
5754         int cpu = (long)hcpu;
5755
5756         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5757         case CPU_STARTING:
5758                 set_cpu_rq_start_time();
5759                 return NOTIFY_OK;
5760
5761         case CPU_ONLINE:
5762                 /*
5763                  * At this point a starting CPU has marked itself as online via
5764                  * set_cpu_online(). But it might not yet have marked itself
5765                  * as active, which is essential from here on.
5766                  */
5767                 set_cpu_active(cpu, true);
5768                 stop_machine_unpark(cpu);
5769                 return NOTIFY_OK;
5770
5771         case CPU_DOWN_FAILED:
5772                 set_cpu_active(cpu, true);
5773                 return NOTIFY_OK;
5774
5775         default:
5776                 return NOTIFY_DONE;
5777         }
5778 }
5779
5780 static int sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5781                                         unsigned long action, void *hcpu)
5782 {
5783         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5784         case CPU_DOWN_PREPARE:
5785                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5786                 return NOTIFY_OK;
5787         default:
5788                 return NOTIFY_DONE;
5789         }
5790 }
5791
5792 static int __init migration_init(void)
5793 {
5794         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5795         int err;
5796
5797         /* Initialize migration for the boot CPU */
5798         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5799         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5800         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5801         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5802
5803         /* Register cpu active notifiers */
5804         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5805         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5806
5807         return 0;
5808 }
5809 early_initcall(migration_init);
5810
5811 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5812
5813 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5814
5815 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5816
5817 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5818 {
5819         sched_debug_enabled = 1;
5820
5821         return 0;
5822 }
5823 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5824
5825 static inline bool sched_debug(void)
5826 {
5827         return sched_debug_enabled;
5828 }
5829
5830 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5831                                   struct cpumask *groupmask)
5832 {
5833         struct sched_group *group = sd->groups;
5834
5835         cpumask_clear(groupmask);
5836
5837         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5838
5839         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5840                 printk("does not load-balance\n");
5841                 if (sd->parent)
5842                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5843                                         " has parent");
5844                 return -1;
5845         }
5846
5847         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5848                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5849
5850         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5851                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5852                                 "CPU%d\n", cpu);
5853         }
5854         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5855                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5856                                 " CPU%d\n", cpu);
5857         }
5858
5859         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5860         do {
5861                 if (!group) {
5862                         printk("\n");
5863                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5864                         break;
5865                 }
5866
5867                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5868                         printk(KERN_CONT "\n");
5869                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5870                         break;
5871                 }
5872
5873                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5874                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5875                         printk(KERN_CONT "\n");
5876                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5877                         break;
5878                 }
5879
5880                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5881
5882                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5883                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5884                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5885                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5886                                 group->sgc->capacity);
5887                 }
5888
5889                 group = group->next;
5890         } while (group != sd->groups);
5891         printk(KERN_CONT "\n");
5892
5893         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5894                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5895
5896         if (sd->parent &&
5897             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5898                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5899                         "of domain->span\n");
5900         return 0;
5901 }
5902
5903 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5904 {
5905         int level = 0;
5906
5907         if (!sched_debug_enabled)
5908                 return;
5909
5910         if (!sd) {
5911                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5912                 return;
5913         }
5914
5915         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5916
5917         for (;;) {
5918                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5919                         break;
5920                 level++;
5921                 sd = sd->parent;
5922                 if (!sd)
5923                         break;
5924         }
5925 }
5926 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5927 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5928 static inline bool sched_debug(void)
5929 {
5930         return false;
5931 }
5932 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5933
5934 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5935 {
5936         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5937                 return 1;
5938
5939         /* Following flags need at least 2 groups */
5940         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5941                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5942                          SD_BALANCE_FORK |
5943                          SD_BALANCE_EXEC |
5944                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5945                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5946                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5947                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5948                         return 0;
5949         }
5950
5951         /* Following flags don't use groups */
5952         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5953                 return 0;
5954
5955         return 1;
5956 }
5957
5958 static int
5959 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5960 {
5961         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5962
5963         if (sd_degenerate(parent))
5964                 return 1;
5965
5966         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5967                 return 0;
5968
5969         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5970         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5971                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5972                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5973                                 SD_BALANCE_FORK |
5974                                 SD_BALANCE_EXEC |
5975                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5976                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5977                                 SD_PREFER_SIBLING |
5978                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5979                 if (nr_node_ids == 1)
5980                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5981         }
5982         if (~cflags & pflags)
5983                 return 0;
5984
5985         return 1;
5986 }
5987
5988 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5989 {
5990         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5991
5992         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5993         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5994         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5995         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5996         free_cpumask_var(rd->online);
5997         free_cpumask_var(rd->span);
5998         kfree(rd);
5999 }
6000
6001 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6002 {
6003         struct root_domain *old_rd = NULL;
6004         unsigned long flags;
6005
6006         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6007
6008         if (rq->rd) {
6009                 old_rd = rq->rd;
6010
6011                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
6012                         set_rq_offline(rq);
6013
6014                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
6015
6016                 /*
6017                  * If we dont want to free the old_rd yet then
6018                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
6019                  * in this function:
6020                  */
6021                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6022                         old_rd = NULL;
6023         }
6024
6025         atomic_inc(&rd->refcount);
6026         rq->rd = rd;
6027
6028         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
6029         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
6030                 set_rq_online(rq);
6031
6032         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6033
6034         if (old_rd)
6035                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
6036 }
6037
6038 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6039 {
6040         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6041
6042         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
6043                 goto out;
6044         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
6045                 goto free_span;
6046         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
6047                 goto free_online;
6048         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
6049                 goto free_dlo_mask;
6050
6051         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
6052         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
6053                 goto free_dlo_mask;
6054
6055         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
6056                 goto free_rto_mask;
6057         return 0;
6058
6059 free_rto_mask:
6060         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6061 free_dlo_mask:
6062         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
6063 free_online:
6064         free_cpumask_var(rd->online);
6065 free_span:
6066         free_cpumask_var(rd->span);
6067 out:
6068         return -ENOMEM;
6069 }
6070
6071 /*
6072  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
6073  * members (mimicking the global state we have today).
6074  */
6075 struct root_domain def_root_domain;
6076
6077 static void init_defrootdomain(void)
6078 {
6079         init_rootdomain(&def_root_domain);
6080
6081         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6082 }
6083
6084 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6085 {
6086         struct root_domain *rd;
6087
6088         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6089         if (!rd)
6090                 return NULL;
6091
6092         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
6093                 kfree(rd);
6094                 return NULL;
6095         }
6096
6097         return rd;
6098 }
6099
6100 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
6101 {
6102         struct sched_group *tmp, *first;
6103
6104         if (!sg)
6105                 return;
6106
6107         first = sg;
6108         do {
6109                 tmp = sg->next;
6110
6111                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
6112                         kfree(sg->sgc);
6113
6114                 kfree(sg);
6115                 sg = tmp;
6116         } while (sg != first);
6117 }
6118
6119 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
6120 {
6121         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
6122
6123         /*
6124          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
6125          * nuke them all.
6126          */
6127         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6128                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
6129         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
6130                 kfree(sd->groups->sgc);
6131                 kfree(sd->groups);
6132         }
6133         kfree(sd);
6134 }
6135
6136 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
6137 {
6138         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
6139 }
6140
6141 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
6142 {
6143         for (; sd; sd = sd->parent)
6144                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
6145 }
6146
6147 /*
6148  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
6149  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
6150  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
6151  *
6152  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
6153  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
6154  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
6155  */
6156 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
6157 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
6158 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6159 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6160 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
6161 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6162
6163 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6164 {
6165         struct sched_domain *sd;
6166         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
6167         int id = cpu;
6168         int size = 1;
6169
6170         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6171         if (sd) {
6172                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6173                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6174                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
6175         }
6176         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
6177
6178         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6179         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6180         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6181
6182         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6183         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6184
6185         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6186         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6187 }
6188
6189 /*
6190  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6191  * hold the hotplug lock.
6192  */
6193 static void
6194 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6195 {
6196         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6197         struct sched_domain *tmp;
6198
6199         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6200         for (tmp = sd; tmp; ) {
6201                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6202                 if (!parent)
6203                         break;
6204
6205                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6206                         tmp->parent = parent->parent;
6207                         if (parent->parent)
6208                                 parent->parent->child = tmp;
6209                         /*
6210                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6211                          * degenerate parent; the spans match for this
6212                          * so the property transfers.
6213                          */
6214                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6215                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6216                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6217                 } else
6218                         tmp = tmp->parent;
6219         }
6220
6221         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6222                 tmp = sd;
6223                 sd = sd->parent;
6224                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6225                 if (sd)
6226                         sd->child = NULL;
6227         }
6228
6229         sched_domain_debug(sd, cpu);
6230
6231         rq_attach_root(rq, rd);
6232         tmp = rq->sd;
6233         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6234         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6235
6236         update_top_cache_domain(cpu);
6237 }
6238
6239 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6240 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6241 {
6242         int ret;
6243
6244         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6245         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6246         if (ret) {
6247                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6248                 return 0;
6249         }
6250         return 1;
6251 }
6252 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6253
6254 struct s_data {
6255         struct sched_domain ** __percpu sd;
6256         struct root_domain      *rd;
6257 };
6258
6259 enum s_alloc {
6260         sa_rootdomain,
6261         sa_sd,
6262         sa_sd_storage,
6263         sa_none,
6264 };
6265
6266 /*
6267  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6268  * domain traversal.
6269  *
6270  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6271  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6272  * range.
6273  *
6274  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6275  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6276  * cpu they're built on, so check that.
6277  *
6278  */
6279 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6280 {
6281         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6282         struct sd_data *sdd = sd->private;
6283         struct sched_domain *sibling;
6284         int i;
6285
6286         for_each_cpu(i, span) {
6287                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6288                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6289                         continue;
6290
6291                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6292         }
6293 }
6294
6295 /*
6296  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6297  * of this group that's also in the iteration mask.
6298  */
6299 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6300 {
6301         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6302 }
6303
6304 static int
6305 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6306 {
6307         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6308         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6309         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6310         struct sd_data *sdd = sd->private;
6311         struct sched_domain *sibling;
6312         int i;
6313
6314         cpumask_clear(covered);
6315
6316         for_each_cpu(i, span) {
6317                 struct cpumask *sg_span;
6318
6319                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6320                         continue;
6321
6322                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6323
6324                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6325                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6326                         continue;
6327
6328                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6329                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6330
6331                 if (!sg)
6332                         goto fail;
6333
6334                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6335                 if (sibling->child)
6336                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6337                 else
6338                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6339
6340                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6341
6342                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6343                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6344                         build_group_mask(sd, sg);
6345
6346                 /*
6347                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6348                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6349                  * die on a /0 trap.
6350                  */
6351                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6352
6353                 /*
6354                  * Make sure the first group of this domain contains the
6355                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6356                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6357                  */
6358                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6359                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6360                         groups = sg;
6361
6362                 if (!first)
6363                         first = sg;
6364                 if (last)
6365                         last->next = sg;
6366                 last = sg;
6367                 last->next = first;
6368         }
6369         sd->groups = groups;
6370
6371         return 0;
6372
6373 fail:
6374         free_sched_groups(first, 0);
6375
6376         return -ENOMEM;
6377 }
6378
6379 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6380 {
6381         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6382         struct sched_domain *child = sd->child;
6383
6384         if (child)
6385                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6386
6387         if (sg) {
6388                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6389                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6390                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6391         }
6392
6393         return cpu;
6394 }
6395
6396 /*
6397  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6398  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6399  * and ->cpu_capacity to 0.
6400  *
6401  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6402  */
6403 static int
6404 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6405 {
6406         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6407         struct sd_data *sdd = sd->private;
6408         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6409         struct cpumask *covered;
6410         int i;
6411
6412         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6413         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6414
6415         if (cpu != cpumask_first(span))
6416                 return 0;
6417
6418         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6419         covered = sched_domains_tmpmask;
6420
6421         cpumask_clear(covered);
6422
6423         for_each_cpu(i, span) {
6424                 struct sched_group *sg;
6425                 int group, j;
6426
6427                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6428                         continue;
6429
6430                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6431                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6432
6433                 for_each_cpu(j, span) {
6434                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6435                                 continue;
6436
6437                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6438                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6439                 }
6440
6441                 if (!first)
6442                         first = sg;
6443                 if (last)
6444                         last->next = sg;
6445                 last = sg;
6446         }
6447         last->next = first;
6448
6449         return 0;
6450 }
6451
6452 /*
6453  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6454  *
6455  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6456  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6457  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6458  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6459  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6460  * group having less cpu_capacity.
6461  */
6462 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6463 {
6464         struct sched_group *sg = sd->groups;
6465
6466         WARN_ON(!sg);
6467
6468         do {
6469                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6470                 sg = sg->next;
6471         } while (sg != sd->groups);
6472
6473         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6474                 return;
6475
6476         update_group_capacity(sd, cpu);
6477         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6478 }
6479
6480 /*
6481  * Initializers for schedule domains
6482  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6483  */
6484
6485 static int default_relax_domain_level = -1;
6486 int sched_domain_level_max;
6487
6488 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6489 {
6490         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6491                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6492
6493         return 1;
6494 }
6495 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6496
6497 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6498                                  struct sched_domain_attr *attr)
6499 {
6500         int request;
6501
6502         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6503                 if (default_relax_domain_level < 0)
6504                         return;
6505                 else
6506                         request = default_relax_domain_level;
6507         } else
6508                 request = attr->relax_domain_level;
6509         if (request < sd->level) {
6510                 /* turn off idle balance on this domain */
6511                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6512         } else {
6513                 /* turn on idle balance on this domain */
6514                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6515         }
6516 }
6517
6518 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6519 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6520
6521 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6522                                  const struct cpumask *cpu_map)
6523 {
6524         switch (what) {
6525         case sa_rootdomain:
6526                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6527                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6528         case sa_sd:
6529                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6530         case sa_sd_storage:
6531                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6532         case sa_none:
6533                 break;
6534         }
6535 }
6536
6537 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6538                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6539 {
6540         memset(d, 0, sizeof(*d));
6541
6542         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6543                 return sa_sd_storage;
6544         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6545         if (!d->sd)
6546                 return sa_sd_storage;
6547         d->rd = alloc_rootdomain();
6548         if (!d->rd)
6549                 return sa_sd;
6550         return sa_rootdomain;
6551 }
6552
6553 /*
6554  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6555  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6556  * will not free the data we're using.
6557  */
6558 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6559 {
6560         struct sd_data *sdd = sd->private;
6561
6562         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6563         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6564
6565         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6566                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6567
6568         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6569                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6570 }
6571
6572 #ifdef CONFIG_NUMA
6573 static int sched_domains_numa_levels;
6574 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6575 static int *sched_domains_numa_distance;
6576 int sched_max_numa_distance;
6577 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6578 static int sched_domains_curr_level;
6579 #endif
6580
6581 /*
6582  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6583  *
6584  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6585  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6586  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6587  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6588  *
6589  * Odd one out:
6590  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6591  */
6592 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6593         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6594          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6595          SD_NUMA |                      \
6596          SD_ASYM_PACKING |              \
6597          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6598
6599 static struct sched_domain *
6600 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6601 {
6602         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6603         int sd_weight, sd_flags = 0;
6604
6605 #ifdef CONFIG_NUMA
6606         /*
6607          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6608          */
6609         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6610 #endif
6611
6612         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6613
6614         if (tl->sd_flags)
6615                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6616         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6617                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6618                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6619
6620         *sd = (struct sched_domain){
6621                 .min_interval           = sd_weight,
6622                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6623                 .busy_factor            = 32,
6624                 .imbalance_pct          = 125,
6625
6626                 .cache_nice_tries       = 0,
6627                 .busy_idx               = 0,
6628                 .idle_idx               = 0,
6629                 .newidle_idx            = 0,
6630                 .wake_idx               = 0,
6631                 .forkexec_idx           = 0,
6632
6633                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6634                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6635                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6636                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6637                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6638                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6639                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6640                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6641                                         | 0*SD_SERIALIZE
6642                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6643                                         | 0*SD_NUMA
6644                                         | sd_flags
6645                                         ,
6646
6647                 .last_balance           = jiffies,
6648                 .balance_interval       = sd_weight,
6649                 .smt_gain               = 0,
6650                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6651                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6652 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6653                 .name                   = tl->name,
6654 #endif
6655         };
6656
6657         /*
6658          * Convert topological properties into behaviour.
6659          */
6660
6661         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6662                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6663                 sd->imbalance_pct = 110;
6664                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6665
6666         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6667                 sd->imbalance_pct = 117;
6668                 sd->cache_nice_tries = 1;
6669                 sd->busy_idx = 2;
6670
6671 #ifdef CONFIG_NUMA
6672         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6673                 sd->cache_nice_tries = 2;
6674                 sd->busy_idx = 3;
6675                 sd->idle_idx = 2;
6676
6677                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6678                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6679                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6680                                        SD_BALANCE_FORK |
6681                                        SD_WAKE_AFFINE);
6682                 }
6683
6684 #endif
6685         } else {
6686                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6687                 sd->cache_nice_tries = 1;
6688                 sd->busy_idx = 2;
6689                 sd->idle_idx = 1;
6690         }
6691
6692         sd->private = &tl->data;
6693
6694         return sd;
6695 }
6696
6697 /*
6698  * Topology list, bottom-up.
6699  */
6700 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6701 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6702         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6703 #endif
6704 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6705         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6706 #endif
6707         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6708         { NULL, },
6709 };
6710
6711 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6712         default_topology;
6713
6714 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6715         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6716
6717 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6718 {
6719         sched_domain_topology = tl;
6720 }
6721
6722 #ifdef CONFIG_NUMA
6723
6724 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6725 {
6726         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6727 }
6728
6729 static void sched_numa_warn(const char *str)
6730 {
6731         static int done = false;
6732         int i,j;
6733
6734         if (done)
6735                 return;
6736
6737         done = true;
6738
6739         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6740
6741         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6742                 printk(KERN_WARNING "  ");
6743                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6744                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6745                 printk(KERN_CONT "\n");
6746         }
6747         printk(KERN_WARNING "\n");
6748 }
6749
6750 bool find_numa_distance(int distance)
6751 {
6752         int i;
6753
6754         if (distance == node_distance(0, 0))
6755                 return true;
6756
6757         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6758                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6759                         return true;
6760         }
6761
6762         return false;
6763 }
6764
6765 /*
6766  * A system can have three types of NUMA topology:
6767  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6768  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6769  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6770  *
6771  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6772  * topology lies in whether communication between not directly
6773  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6774  * could run), or through backplane controllers. This affects
6775  * placement of programs.
6776  *
6777  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6778  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6779  *   is directly connected.
6780  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6781  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6782  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6783  */
6784 static void init_numa_topology_type(void)
6785 {
6786         int a, b, c, n;
6787
6788         n = sched_max_numa_distance;
6789
6790         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6791                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6792                 return;
6793         }
6794
6795         for_each_online_node(a) {
6796                 for_each_online_node(b) {
6797                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6798                         if (node_distance(a, b) < n)
6799                                 continue;
6800
6801                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6802                         for_each_online_node(c) {
6803                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6804                                     node_distance(b, c) < n) {
6805                                         sched_numa_topology_type =
6806                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6807                                         return;
6808                                 }
6809                         }
6810
6811                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6812                         return;
6813                 }
6814         }
6815 }
6816
6817 static void sched_init_numa(void)
6818 {
6819         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6820         struct sched_domain_topology_level *tl;
6821         int level = 0;
6822         int i, j, k;
6823
6824         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6825         if (!sched_domains_numa_distance)
6826                 return;
6827
6828         /*
6829          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6830          * unique distances in the node_distance() table.
6831          *
6832          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6833          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6834          */
6835         next_distance = curr_distance;
6836         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6837                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6838                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6839                                 int distance = node_distance(i, k);
6840
6841                                 if (distance > curr_distance &&
6842                                     (distance < next_distance ||
6843                                      next_distance == curr_distance))
6844                                         next_distance = distance;
6845
6846                                 /*
6847                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6848                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6849                                  * equally connected to A.
6850                                  */
6851                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6852                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6853
6854                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6855                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6856                         }
6857                         if (next_distance != curr_distance) {
6858                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6859                                 sched_domains_numa_levels = level;
6860                                 curr_distance = next_distance;
6861                         } else break;
6862                 }
6863
6864                 /*
6865                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6866                  */
6867                 if (!sched_debug())
6868                         break;
6869         }
6870
6871         if (!level)
6872                 return;
6873
6874         /*
6875          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6876          * identity distance node_distance(i,i).
6877          *
6878          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6879          * numbers.
6880          */
6881
6882         /*
6883          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6884          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6885          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6886          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6887          * in other functions.
6888          *
6889          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6890          */
6891         sched_domains_numa_levels = 0;
6892
6893         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6894         if (!sched_domains_numa_masks)
6895                 return;
6896
6897         /*
6898          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6899          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6900          */
6901         for (i = 0; i < level; i++) {
6902                 sched_domains_numa_masks[i] =
6903                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6904                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6905                         return;
6906
6907                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6908                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6909                         if (!mask)
6910                                 return;
6911
6912                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6913
6914                         for_each_node(k) {
6915                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6916                                         continue;
6917
6918                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6919                         }
6920                 }
6921         }
6922
6923         /* Compute default topology size */
6924         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6925
6926         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6927                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6928         if (!tl)
6929                 return;
6930
6931         /*
6932          * Copy the default topology bits..
6933          */
6934         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6935                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6936
6937         /*
6938          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6939          */
6940         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6941                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6942                         .mask = sd_numa_mask,
6943                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6944                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6945                         .numa_level = j,
6946                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6947                 };
6948         }
6949
6950         sched_domain_topology = tl;
6951
6952         sched_domains_numa_levels = level;
6953         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6954
6955         init_numa_topology_type();
6956 }
6957
6958 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
6959 {
6960         int i, j;
6961         int node = cpu_to_node(cpu);
6962
6963         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6964                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6965                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6966                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6967                 }
6968         }
6969 }
6970
6971 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
6972 {
6973         int i, j;
6974         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6975                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6976                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6977         }
6978 }
6979
6980 /*
6981  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
6982  * are onlined.
6983  */
6984 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
6985                                            unsigned long action,
6986                                            void *hcpu)
6987 {
6988         int cpu = (long)hcpu;
6989
6990         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
6991         case CPU_ONLINE:
6992                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6993                 break;
6994
6995         case CPU_DEAD:
6996                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6997                 break;
6998
6999         default:
7000                 return NOTIFY_DONE;
7001         }
7002
7003         return NOTIFY_OK;
7004 }
7005 #else
7006 static inline void sched_init_numa(void)
7007 {
7008 }
7009
7010 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
7011                                            unsigned long action,
7012                                            void *hcpu)
7013 {
7014         return 0;
7015 }
7016 #endif /* CONFIG_NUMA */
7017
7018 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7019 {
7020         struct sched_domain_topology_level *tl;
7021         int j;
7022
7023         for_each_sd_topology(tl) {
7024                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7025
7026                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7027                 if (!sdd->sd)
7028                         return -ENOMEM;
7029
7030                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7031                 if (!sdd->sg)
7032                         return -ENOMEM;
7033
7034                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
7035                 if (!sdd->sgc)
7036                         return -ENOMEM;
7037
7038                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7039                         struct sched_domain *sd;
7040                         struct sched_group *sg;
7041                         struct sched_group_capacity *sgc;
7042
7043                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7044                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7045                         if (!sd)
7046                                 return -ENOMEM;
7047
7048                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7049
7050                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7051                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7052                         if (!sg)
7053                                 return -ENOMEM;
7054
7055                         sg->next = sg;
7056
7057                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7058
7059                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
7060                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7061                         if (!sgc)
7062                                 return -ENOMEM;
7063
7064                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
7065                 }
7066         }
7067
7068         return 0;
7069 }
7070
7071 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7072 {
7073         struct sched_domain_topology_level *tl;
7074         int j;
7075
7076         for_each_sd_topology(tl) {
7077                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7078
7079                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7080                         struct sched_domain *sd;
7081
7082                         if (sdd->sd) {
7083                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7084                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7085                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
7086                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7087                         }
7088
7089                         if (sdd->sg)
7090                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7091                         if (sdd->sgc)
7092                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
7093                 }
7094                 free_percpu(sdd->sd);
7095                 sdd->sd = NULL;
7096                 free_percpu(sdd->sg);
7097                 sdd->sg = NULL;
7098                 free_percpu(sdd->sgc);
7099                 sdd->sgc = NULL;
7100         }
7101 }
7102
7103 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7104                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
7105                 struct sched_domain *child, int cpu)
7106 {
7107         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
7108         if (!sd)
7109                 return child;
7110
7111         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7112         if (child) {
7113                 sd->level = child->level + 1;
7114                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7115                 child->parent = sd;
7116                 sd->child = child;
7117
7118                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
7119                                     sched_domain_span(sd))) {
7120                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
7121 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7122                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
7123                                         child->name, sd->name);
7124 #endif
7125                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7126                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7127                                    sched_domain_span(sd),
7128                                    sched_domain_span(child));
7129                 }
7130
7131         }
7132         set_domain_attribute(sd, attr);
7133
7134         return sd;
7135 }
7136
7137 /*
7138  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7139  * to the individual cpus
7140  */
7141 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7142                                struct sched_domain_attr *attr)
7143 {
7144         enum s_alloc alloc_state;
7145         struct sched_domain *sd;
7146         struct s_data d;
7147         int i, ret = -ENOMEM;
7148
7149         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7150         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7151                 goto error;
7152
7153         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7154         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7155                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7156
7157                 sd = NULL;
7158                 for_each_sd_topology(tl) {
7159                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7160                         if (tl == sched_domain_topology)
7161                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7162                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7163                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7164                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7165                                 break;
7166                 }
7167         }
7168
7169         /* Build the groups for the domains */
7170         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7171                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7172                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7173                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7174                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7175                                         goto error;
7176                         } else {
7177                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7178                                         goto error;
7179                         }
7180                 }
7181         }
7182
7183         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7184         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7185                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7186                         continue;
7187
7188                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7189                         claim_allocations(i, sd);
7190                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7191                 }
7192         }
7193
7194         /* Attach the domains */
7195         rcu_read_lock();
7196         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7197                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7198                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7199         }
7200         rcu_read_unlock();
7201
7202         ret = 0;
7203 error:
7204         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7205         return ret;
7206 }
7207
7208 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7209 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7210 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7211                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7212
7213 /*
7214  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7215  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7216  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7217  */
7218 static cpumask_var_t fallback_doms;
7219
7220 /*
7221  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7222  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7223  * or 0 if it stayed the same.
7224  */
7225 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7226 {
7227         return 0;
7228 }
7229
7230 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7231 {
7232         int i;
7233         cpumask_var_t *doms;
7234
7235         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7236         if (!doms)
7237                 return NULL;
7238         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7239                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7240                         free_sched_domains(doms, i);
7241                         return NULL;
7242                 }
7243         }
7244         return doms;
7245 }
7246
7247 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7248 {
7249         unsigned int i;
7250         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7251                 free_cpumask_var(doms[i]);
7252         kfree(doms);
7253 }
7254
7255 /*
7256  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7257  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7258  * exclude other special cases in the future.
7259  */
7260 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7261 {
7262         int err;
7263
7264         arch_update_cpu_topology();
7265         ndoms_cur = 1;
7266         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7267         if (!doms_cur)
7268                 doms_cur = &fallback_doms;
7269         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7270         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7271         register_sched_domain_sysctl();
7272
7273         return err;
7274 }
7275
7276 /*
7277  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7278  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7279  */
7280 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7281 {
7282         int i;
7283
7284         rcu_read_lock();
7285         for_each_cpu(i, cpu_map)
7286                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7287         rcu_read_unlock();
7288 }
7289
7290 /* handle null as "default" */
7291 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7292                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7293 {
7294         struct sched_domain_attr tmp;
7295
7296         /* fast path */
7297         if (!new && !cur)
7298                 return 1;
7299
7300         tmp = SD_ATTR_INIT;
7301         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7302                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7303                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7304 }
7305
7306 /*
7307  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7308  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7309  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7310  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7311  *
7312  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7313  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7314  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7315  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7316  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7317  * it as it is.
7318  *
7319  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7320  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7321  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7322  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7323  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7324  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7325  *
7326  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7327  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7328  * and it will not create the default domain.
7329  *
7330  * Call with hotplug lock held
7331  */
7332 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7333                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7334 {
7335         int i, j, n;
7336         int new_topology;
7337
7338         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7339
7340         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7341         unregister_sched_domain_sysctl();
7342
7343         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7344         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7345
7346         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7347
7348         /* Destroy deleted domains */
7349         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7350                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7351                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7352                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7353                                 goto match1;
7354                 }
7355                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7356                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7357 match1:
7358                 ;
7359         }
7360
7361         n = ndoms_cur;
7362         if (doms_new == NULL) {
7363                 n = 0;
7364                 doms_new = &fallback_doms;
7365                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7366                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7367         }
7368
7369         /* Build new domains */
7370         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7371                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7372                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7373                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7374                                 goto match2;
7375                 }
7376                 /* no match - add a new doms_new */
7377                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7378 match2:
7379                 ;
7380         }
7381
7382         /* Remember the new sched domains */
7383         if (doms_cur != &fallback_doms)
7384                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7385         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7386         doms_cur = doms_new;
7387         dattr_cur = dattr_new;
7388         ndoms_cur = ndoms_new;
7389
7390         register_sched_domain_sysctl();
7391
7392         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7393 }
7394
7395 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7396
7397 /*
7398  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7399  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7400  * around partition_sched_domains().
7401  *
7402  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7403  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7404  */
7405 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7406                              void *hcpu)
7407 {
7408         switch (action) {
7409         case CPU_ONLINE_FROZEN:
7410         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
7411
7412                 /*
7413                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7414                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7415                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7416                  * domain, ignoring cpusets.
7417                  */
7418                 num_cpus_frozen--;
7419                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7420                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7421                         break;
7422                 }
7423
7424                 /*
7425                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7426                  * restore the original sched domains by considering the
7427                  * cpuset configurations.
7428                  */
7429
7430         case CPU_ONLINE:
7431                 cpuset_update_active_cpus(true);
7432                 break;
7433         default:
7434                 return NOTIFY_DONE;
7435         }
7436         return NOTIFY_OK;
7437 }
7438
7439 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7440                                void *hcpu)
7441 {
7442         unsigned long flags;
7443         long cpu = (long)hcpu;
7444         struct dl_bw *dl_b;
7445         bool overflow;
7446         int cpus;
7447
7448         switch (action) {
7449         case CPU_DOWN_PREPARE:
7450                 rcu_read_lock_sched();
7451                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7452
7453                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7454                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7455                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7456                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7457
7458                 rcu_read_unlock_sched();
7459
7460                 if (overflow)
7461                         return notifier_from_errno(-EBUSY);
7462                 cpuset_update_active_cpus(false);
7463                 break;
7464         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
7465                 num_cpus_frozen++;
7466                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7467                 break;
7468         default:
7469                 return NOTIFY_DONE;
7470         }
7471         return NOTIFY_OK;
7472 }
7473
7474 void __init sched_init_smp(void)
7475 {
7476         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7477
7478         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7479         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7480
7481         sched_init_numa();
7482
7483         /*
7484          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7485          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7486          * happen.
7487          */
7488         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7489         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7490         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7491         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7492                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7493         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7494
7495         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
7496         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
7497         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
7498
7499         init_hrtick();
7500
7501         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7502         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7503                 BUG();
7504         sched_init_granularity();
7505         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7506
7507         init_sched_rt_class();
7508         init_sched_dl_class();
7509 }
7510 #else
7511 void __init sched_init_smp(void)
7512 {
7513         sched_init_granularity();
7514 }
7515 #endif /* CONFIG_SMP */
7516
7517 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7518 {
7519         return in_lock_functions(addr) ||
7520                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7521                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7522 }
7523
7524 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7525 /*
7526  * Default task group.
7527  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7528  */
7529 struct task_group root_task_group;
7530 LIST_HEAD(task_groups);
7531
7532 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7533 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7534 #endif
7535
7536 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7537
7538 void __init sched_init(void)
7539 {
7540         int i, j;
7541         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7542
7543 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7544         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7545 #endif
7546 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7547         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7548 #endif
7549         if (alloc_size) {
7550                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7551
7552 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7553                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7554                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7555
7556                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7557                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7558
7559 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7560 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7561                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7562                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7563
7564                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7565                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7566
7567 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7568         }
7569 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7570         for_each_possible_cpu(i) {
7571                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7572                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7573         }
7574 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7575
7576         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7577                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7578         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7579                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7580
7581 #ifdef CONFIG_SMP
7582         init_defrootdomain();
7583 #endif
7584
7585 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7586         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7587                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7588 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7589
7590 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7591         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7592
7593         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7594         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7595         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7596         autogroup_init(&init_task);
7597 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7598
7599         for_each_possible_cpu(i) {
7600                 struct rq *rq;
7601
7602                 rq = cpu_rq(i);
7603                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7604                 rq->nr_running = 0;
7605                 rq->calc_load_active = 0;
7606                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7607                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7608                 init_rt_rq(&rq->rt);
7609                 init_dl_rq(&rq->dl);
7610 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7611                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7612                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7613                 /*
7614                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7615                  *
7616                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7617                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7618                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7619                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7620                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7621                  * (se->load.weight).
7622                  *
7623                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7624                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7625                  * then A0's share of the cpu resource is:
7626                  *
7627                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7628                  *
7629                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7630                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7631                  */
7632                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7633                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7634 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7635
7636                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7637 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7638                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7639 #endif
7640
7641                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7642                         rq->cpu_load[j] = 0;
7643
7644                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7645
7646 #ifdef CONFIG_SMP
7647                 rq->sd = NULL;
7648                 rq->rd = NULL;
7649                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7650                 rq->balance_callback = NULL;
7651                 rq->active_balance = 0;
7652                 rq->next_balance = jiffies;
7653                 rq->push_cpu = 0;
7654                 rq->cpu = i;
7655                 rq->online = 0;
7656                 rq->idle_stamp = 0;
7657                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7658                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7659
7660                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7661
7662                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7663 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7664                 rq->nohz_flags = 0;
7665 #endif
7666 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7667                 rq->last_sched_tick = 0;
7668 #endif
7669 #endif
7670                 init_rq_hrtick(rq);
7671                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7672         }
7673
7674         set_load_weight(&init_task);
7675
7676 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7677         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7678 #endif
7679
7680         /*
7681          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7682          */
7683         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7684         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7685
7686         /*
7687          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7688          */
7689         current->sched_class = &fair_sched_class;
7690
7691         /*
7692          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7693          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7694          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7695          * when this runqueue becomes "idle".
7696          */
7697         init_idle(current, smp_processor_id());
7698
7699         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7700
7701 #ifdef CONFIG_SMP
7702         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7703         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7704         if (cpu_isolated_map == NULL)
7705                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7706         idle_thread_set_boot_cpu();
7707         set_cpu_rq_start_time();
7708 #endif
7709         init_sched_fair_class();
7710
7711         scheduler_running = 1;
7712 }
7713
7714 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7715 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7716 {
7717         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7718
7719         return (nested == preempt_offset);
7720 }
7721
7722 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7723 {
7724         /*
7725          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7726          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7727          * otherwise we will destroy state.
7728          */
7729         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7730                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7731                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7732                         current->state,
7733                         (void *)current->task_state_change,
7734                         (void *)current->task_state_change);
7735
7736         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7737 }
7738 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7739
7740 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7741 {
7742         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7743
7744         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7745         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7746              !is_idle_task(current)) ||
7747             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7748                 return;
7749         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7750                 return;
7751         prev_jiffy = jiffies;
7752
7753         printk(KERN_ERR
7754                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7755                         file, line);
7756         printk(KERN_ERR
7757                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7758                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7759                         current->pid, current->comm);
7760
7761         if (task_stack_end_corrupted(current))
7762                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7763
7764         debug_show_held_locks(current);
7765         if (irqs_disabled())
7766                 print_irqtrace_events(current);
7767 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7768         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7769                 pr_err("Preemption disabled at:");
7770                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7771                 pr_cont("\n");
7772         }
7773 #endif
7774         dump_stack();
7775 }
7776 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7777 #endif
7778
7779 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7780 void normalize_rt_tasks(void)
7781 {
7782         struct task_struct *g, *p;
7783         struct sched_attr attr = {
7784                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7785         };
7786
7787         read_lock(&tasklist_lock);
7788         for_each_process_thread(g, p) {
7789                 /*
7790                  * Only normalize user tasks:
7791                  */
7792                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7793                         continue;
7794
7795                 p->se.exec_start                = 0;
7796 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7797                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7798                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7799                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7800 #endif
7801
7802                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7803                         /*
7804                          * Renice negative nice level userspace
7805                          * tasks back to 0:
7806                          */
7807                         if (task_nice(p) < 0)
7808                                 set_user_nice(p, 0);
7809                         continue;
7810                 }
7811
7812                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7813         }
7814         read_unlock(&tasklist_lock);
7815 }
7816
7817 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7818
7819 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7820 /*
7821  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7822  *
7823  * They can only be called when the whole system has been
7824  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7825  * activity can take place. Using them for anything else would
7826  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7827  * under any other configuration.
7828  */
7829
7830 /**
7831  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7832  * @cpu: the processor in question.
7833  *
7834  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7835  *
7836  * Return: The current task for @cpu.
7837  */
7838 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7839 {
7840         return cpu_curr(cpu);
7841 }
7842
7843 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7844
7845 #ifdef CONFIG_IA64
7846 /**
7847  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7848  * @cpu: the processor in question.
7849  * @p: the task pointer to set.
7850  *
7851  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7852  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7853  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7854  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7855  * and caller must save the original value of the current task (see
7856  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7857  * re-starting the system.
7858  *
7859  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7860  */
7861 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7862 {
7863         cpu_curr(cpu) = p;
7864 }
7865
7866 #endif
7867
7868 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7869 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7870 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7871
7872 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7873 {
7874         free_fair_sched_group(tg);
7875         free_rt_sched_group(tg);
7876         autogroup_free(tg);
7877         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7878 }
7879
7880 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7881 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7882 {
7883         struct task_group *tg;
7884
7885         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7886         if (!tg)
7887                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7888
7889         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7890                 goto err;
7891
7892         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7893                 goto err;
7894
7895         return tg;
7896
7897 err:
7898         free_sched_group(tg);
7899         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7900 }
7901
7902 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7903 {
7904         unsigned long flags;
7905
7906         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7907         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7908
7909         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7910
7911         tg->parent = parent;
7912         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7913         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7914         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7915 }
7916
7917 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7918 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7919 {
7920         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7921         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7922 }
7923
7924 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7925 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7926 {
7927         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7928         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7929 }
7930
7931 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7932 {
7933         unsigned long flags;
7934         int i;
7935
7936         /* end participation in shares distribution */
7937         for_each_possible_cpu(i)
7938                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
7939
7940         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7941         list_del_rcu(&tg->list);
7942         list_del_rcu(&tg->siblings);
7943         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7944 }
7945
7946 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7947  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7948  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7949  *      reflect its new group.
7950  */
7951 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7952 {
7953         struct task_group *tg;
7954         int queued, running;
7955         unsigned long flags;
7956         struct rq *rq;
7957
7958         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
7959
7960         running = task_current(rq, tsk);
7961         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7962
7963         if (queued)
7964                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE);
7965         if (unlikely(running))
7966                 put_prev_task(rq, tsk);
7967
7968         /*
7969          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7970          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7971          * to prevent lockdep warnings.
7972          */
7973         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7974                           struct task_group, css);
7975         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7976         tsk->sched_task_group = tg;
7977
7978 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7979         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7980                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk);
7981         else
7982 #endif
7983                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7984
7985         if (unlikely(running))
7986                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7987         if (queued)
7988                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE);
7989
7990         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
7991 }
7992 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7993
7994 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7995 /*
7996  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7997  */
7998 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7999
8000 /* Must be called with tasklist_lock held */
8001 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8002 {
8003         struct task_struct *g, *p;
8004
8005         /*
8006          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8007          */
8008         if (task_group_is_autogroup(tg))
8009                 return 0;
8010
8011         for_each_process_thread(g, p) {
8012                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8013                         return 1;
8014         }
8015
8016         return 0;
8017 }
8018
8019 struct rt_schedulable_data {
8020         struct task_group *tg;
8021         u64 rt_period;
8022         u64 rt_runtime;
8023 };
8024
8025 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8026 {
8027         struct rt_schedulable_data *d = data;
8028         struct task_group *child;
8029         unsigned long total, sum = 0;
8030         u64 period, runtime;
8031
8032         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8033         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8034
8035         if (tg == d->tg) {
8036                 period = d->rt_period;
8037                 runtime = d->rt_runtime;
8038         }
8039
8040         /*
8041          * Cannot have more runtime than the period.
8042          */
8043         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8044                 return -EINVAL;
8045
8046         /*
8047          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8048          */
8049         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8050                 return -EBUSY;
8051
8052         total = to_ratio(period, runtime);
8053
8054         /*
8055          * Nobody can have more than the global setting allows.
8056          */
8057         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8058                 return -EINVAL;
8059
8060         /*
8061          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8062          */
8063         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8064                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8065                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8066
8067                 if (child == d->tg) {
8068                         period = d->rt_period;
8069                         runtime = d->rt_runtime;
8070                 }
8071
8072                 sum += to_ratio(period, runtime);
8073         }
8074
8075         if (sum > total)
8076                 return -EINVAL;
8077
8078         return 0;
8079 }
8080
8081 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8082 {
8083         int ret;
8084
8085         struct rt_schedulable_data data = {
8086                 .tg = tg,
8087                 .rt_period = period,
8088                 .rt_runtime = runtime,
8089         };
8090
8091         rcu_read_lock();
8092         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8093         rcu_read_unlock();
8094
8095         return ret;
8096 }
8097
8098 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8099                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8100 {
8101         int i, err = 0;
8102
8103         /*
8104          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8105          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8106          */
8107         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8108                 return -EINVAL;
8109
8110         /* No period doesn't make any sense. */
8111         if (rt_period == 0)
8112                 return -EINVAL;
8113
8114         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8115         read_lock(&tasklist_lock);
8116         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8117         if (err)
8118                 goto unlock;
8119
8120         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8121         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8122         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8123
8124         for_each_possible_cpu(i) {
8125                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8126
8127                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8128                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8129                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8130         }
8131         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8132 unlock:
8133         read_unlock(&tasklist_lock);
8134         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8135
8136         return err;
8137 }
8138
8139 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8140 {
8141         u64 rt_runtime, rt_period;
8142
8143         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8144         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8145         if (rt_runtime_us < 0)
8146                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8147
8148         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8149 }
8150
8151 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8152 {
8153         u64 rt_runtime_us;
8154
8155         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8156                 return -1;
8157
8158         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8159         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8160         return rt_runtime_us;
8161 }
8162
8163 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8164 {
8165         u64 rt_runtime, rt_period;
8166
8167         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8168         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8169
8170         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8171 }
8172
8173 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8174 {
8175         u64 rt_period_us;
8176
8177         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8178         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8179         return rt_period_us;
8180 }
8181 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8182
8183 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8184 static int sched_rt_global_constraints(void)
8185 {
8186         int ret = 0;
8187
8188         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8189         read_lock(&tasklist_lock);
8190         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8191         read_unlock(&tasklist_lock);
8192         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8193
8194         return ret;
8195 }
8196
8197 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8198 {
8199         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8200         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8201                 return 0;
8202
8203         return 1;
8204 }
8205
8206 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8207 static int sched_rt_global_constraints(void)
8208 {
8209         unsigned long flags;
8210         int i, ret = 0;
8211
8212         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8213         for_each_possible_cpu(i) {
8214                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8215
8216                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8217                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8218                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8219         }
8220         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8221
8222         return ret;
8223 }
8224 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8225
8226 static int sched_dl_global_validate(void)
8227 {
8228         u64 runtime = global_rt_runtime();
8229         u64 period = global_rt_period();
8230         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8231         struct dl_bw *dl_b;
8232         int cpu, ret = 0;
8233         unsigned long flags;
8234
8235         /*
8236          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8237          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8238          * any of the root_domains.
8239          *
8240          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8241          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8242          * solutions is welcome!
8243          */
8244         for_each_possible_cpu(cpu) {
8245                 rcu_read_lock_sched();
8246                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8247
8248                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8249                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8250                         ret = -EBUSY;
8251                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8252
8253                 rcu_read_unlock_sched();
8254
8255                 if (ret)
8256                         break;
8257         }
8258
8259         return ret;
8260 }
8261
8262 static void sched_dl_do_global(void)
8263 {
8264         u64 new_bw = -1;
8265         struct dl_bw *dl_b;
8266         int cpu;
8267         unsigned long flags;
8268
8269         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8270         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8271
8272         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8273                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8274
8275         /*
8276          * FIXME: As above...
8277          */
8278         for_each_possible_cpu(cpu) {
8279                 rcu_read_lock_sched();
8280                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8281
8282                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8283                 dl_b->bw = new_bw;
8284                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8285
8286                 rcu_read_unlock_sched();
8287         }
8288 }
8289
8290 static int sched_rt_global_validate(void)
8291 {
8292         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8293                 return -EINVAL;
8294
8295         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8296                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8297                 return -EINVAL;
8298
8299         return 0;
8300 }
8301
8302 static void sched_rt_do_global(void)
8303 {
8304         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8305         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8306 }
8307
8308 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8309                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8310                 loff_t *ppos)
8311 {
8312         int old_period, old_runtime;
8313         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8314         int ret;
8315
8316         mutex_lock(&mutex);
8317         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8318         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8319
8320         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8321
8322         if (!ret && write) {
8323                 ret = sched_rt_global_validate();
8324                 if (ret)
8325                         goto undo;
8326
8327                 ret = sched_dl_global_validate();
8328                 if (ret)
8329                         goto undo;
8330
8331                 ret = sched_rt_global_constraints();
8332                 if (ret)
8333                         goto undo;
8334
8335                 sched_rt_do_global();
8336                 sched_dl_do_global();
8337         }
8338         if (0) {
8339 undo:
8340                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8341                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8342         }
8343         mutex_unlock(&mutex);
8344
8345         return ret;
8346 }
8347
8348 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8349                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8350                 loff_t *ppos)
8351 {
8352         int ret;
8353         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8354
8355         mutex_lock(&mutex);
8356         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8357         /* make sure that internally we keep jiffies */
8358         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8359         if (!ret && write) {
8360                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8361                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8362         }
8363         mutex_unlock(&mutex);
8364         return ret;
8365 }
8366
8367 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8368
8369 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8370 {
8371         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8372 }
8373
8374 static struct cgroup_subsys_state *
8375 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8376 {
8377         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8378         struct task_group *tg;
8379
8380         if (!parent) {
8381                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8382                 return &root_task_group.css;
8383         }
8384
8385         tg = sched_create_group(parent);
8386         if (IS_ERR(tg))
8387                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8388
8389         return &tg->css;
8390 }
8391
8392 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
8393 {
8394         struct task_group *tg = css_tg(css);
8395         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
8396
8397         if (parent)
8398                 sched_online_group(tg, parent);
8399         return 0;
8400 }
8401
8402 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8403 {
8404         struct task_group *tg = css_tg(css);
8405
8406         sched_destroy_group(tg);
8407 }
8408
8409 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
8410 {
8411         struct task_group *tg = css_tg(css);
8412
8413         sched_offline_group(tg);
8414 }
8415
8416 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8417 {
8418         sched_move_task(task);
8419 }
8420
8421 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8422 {
8423         struct task_struct *task;
8424         struct cgroup_subsys_state *css;
8425
8426         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8427 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8428                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8429                         return -EINVAL;
8430 #else
8431                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8432                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8433                         return -EINVAL;
8434 #endif
8435         }
8436         return 0;
8437 }
8438
8439 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8440 {
8441         struct task_struct *task;
8442         struct cgroup_subsys_state *css;
8443
8444         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8445                 sched_move_task(task);
8446 }
8447
8448 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8449 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8450                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8451 {
8452         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8453 }
8454
8455 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8456                                struct cftype *cft)
8457 {
8458         struct task_group *tg = css_tg(css);
8459
8460         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8461 }
8462
8463 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8464 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8465
8466 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8467 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8468
8469 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8470
8471 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8472 {
8473         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8474         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8475
8476         if (tg == &root_task_group)
8477                 return -EINVAL;
8478
8479         /*
8480          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8481          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8482          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8483          */
8484         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8485                 return -EINVAL;
8486
8487         /*
8488          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8489          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8490          * feasibility.
8491          */
8492         if (period > max_cfs_quota_period)
8493                 return -EINVAL;
8494
8495         /*
8496          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8497          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8498          */
8499         get_online_cpus();
8500         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8501         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8502         if (ret)
8503                 goto out_unlock;
8504
8505         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8506         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8507         /*
8508          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8509          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8510          */
8511         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8512                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8513         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8514         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8515         cfs_b->quota = quota;
8516
8517         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8518         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8519         if (runtime_enabled)
8520                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8521         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8522
8523         for_each_online_cpu(i) {
8524                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8525                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8526
8527                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8528                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8529                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8530
8531                 if (cfs_rq->throttled)
8532                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8533                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8534         }
8535         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8536                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8537 out_unlock:
8538         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8539         put_online_cpus();
8540
8541         return ret;
8542 }
8543
8544 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8545 {
8546         u64 quota, period;
8547
8548         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8549         if (cfs_quota_us < 0)
8550                 quota = RUNTIME_INF;
8551         else
8552                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8553
8554         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8555 }
8556
8557 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8558 {
8559         u64 quota_us;
8560
8561         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8562                 return -1;
8563
8564         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8565         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8566
8567         return quota_us;
8568 }
8569
8570 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8571 {
8572         u64 quota, period;
8573
8574         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8575         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8576
8577         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8578 }
8579
8580 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8581 {
8582         u64 cfs_period_us;
8583
8584         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8585         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8586
8587         return cfs_period_us;
8588 }
8589
8590 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8591                                   struct cftype *cft)
8592 {
8593         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8594 }
8595
8596 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8597                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8598 {
8599         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8600 }
8601
8602 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8603                                    struct cftype *cft)
8604 {
8605         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8606 }
8607
8608 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8609                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8610 {
8611         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8612 }
8613
8614 struct cfs_schedulable_data {
8615         struct task_group *tg;
8616         u64 period, quota;
8617 };
8618
8619 /*
8620  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8621  * note: units are usecs
8622  */
8623 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8624                                struct cfs_schedulable_data *d)
8625 {
8626         u64 quota, period;
8627
8628         if (tg == d->tg) {
8629                 period = d->period;
8630                 quota = d->quota;
8631         } else {
8632                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8633                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8634         }
8635
8636         /* note: these should typically be equivalent */
8637         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8638                 return RUNTIME_INF;
8639
8640         return to_ratio(period, quota);
8641 }
8642
8643 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8644 {
8645         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8646         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8647         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8648
8649         if (!tg->parent) {
8650                 quota = RUNTIME_INF;
8651         } else {
8652                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8653
8654                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8655                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8656
8657                 /*
8658                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8659                  * limit is set
8660                  */
8661                 if (quota == RUNTIME_INF)
8662                         quota = parent_quota;
8663                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8664                         return -EINVAL;
8665         }
8666         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8667
8668         return 0;
8669 }
8670
8671 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8672 {
8673         int ret;
8674         struct cfs_schedulable_data data = {
8675                 .tg = tg,
8676                 .period = period,
8677                 .quota = quota,
8678         };
8679
8680         if (quota != RUNTIME_INF) {
8681                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8682                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8683         }
8684
8685         rcu_read_lock();
8686         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8687         rcu_read_unlock();
8688
8689         return ret;
8690 }
8691
8692 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8693 {
8694         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8695         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8696
8697         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8698         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8699         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8700
8701         return 0;
8702 }
8703 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8704 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8705
8706 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8707 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8708                                 struct cftype *cft, s64 val)
8709 {
8710         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8711 }
8712
8713 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8714                                struct cftype *cft)
8715 {
8716         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8717 }
8718
8719 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8720                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8721 {
8722         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8723 }
8724
8725 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8726                                    struct cftype *cft)
8727 {
8728         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8729 }
8730 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8731
8732 static struct cftype cpu_files[] = {
8733 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8734         {
8735                 .name = "shares",
8736                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8737                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8738         },
8739 #endif
8740 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8741         {
8742                 .name = "cfs_quota_us",
8743                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8744                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8745         },
8746         {
8747                 .name = "cfs_period_us",
8748                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8749                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8750         },
8751         {
8752                 .name = "stat",
8753                 .seq_show = cpu_stats_show,
8754         },
8755 #endif
8756 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8757         {
8758                 .name = "rt_runtime_us",
8759                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8760                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8761         },
8762         {
8763                 .name = "rt_period_us",
8764                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8765                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8766         },
8767 #endif
8768         { }     /* terminate */
8769 };
8770
8771 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8772         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8773         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8774         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8775         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8776         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8777         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8778         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8779         .legacy_cftypes = cpu_files,
8780         .early_init     = 1,
8781 };
8782
8783 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8784
8785 void dump_cpu_task(int cpu)
8786 {
8787         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8788         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8789 }
8790
8791 /*
8792  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8793  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8794  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8795  * that remained on nice 0.
8796  *
8797  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8798  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8799  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8800  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8801  * the relative distance between them is ~25%.)
8802  */
8803 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8804  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8805  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8806  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8807  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8808  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8809  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8810  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8811  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8812 };
8813
8814 /*
8815  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8816  *
8817  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8818  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8819  * into multiplications:
8820  */
8821 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8822  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8823  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8824  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8825  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8826  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8827  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8828  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8829  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8830 };