These changes are the raw update to linux-4.4.6-rt14. Kernel sources
[kvmfornfv.git] / kernel / 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         mutex_lock(&inode->i_mutex);
226         i = sched_feat_set(cmp);
227         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
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 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
264 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
265 #else
266 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
267 #endif
268
269 /*
270  * period over which we average the RT time consumption, measured
271  * in ms.
272  *
273  * default: 1s
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
276
277 /*
278  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
279  * default: 1s
280  */
281 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
282
283 __read_mostly int scheduler_running;
284
285 /*
286  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
287  * default: 0.95s
288  */
289 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
290
291 /* cpus with isolated domains */
292 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
293
294 /*
295  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
296  */
297 static struct rq *this_rq_lock(void)
298         __acquires(rq->lock)
299 {
300         struct rq *rq;
301
302         local_irq_disable();
303         rq = this_rq();
304         raw_spin_lock(&rq->lock);
305
306         return rq;
307 }
308
309 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
310 /*
311  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
312  */
313
314 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
315 {
316         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
317                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
318 }
319
320 /*
321  * High-resolution timer tick.
322  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
323  */
324 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
325 {
326         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
327
328         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
329
330         raw_spin_lock(&rq->lock);
331         update_rq_clock(rq);
332         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
333         raw_spin_unlock(&rq->lock);
334
335         return HRTIMER_NORESTART;
336 }
337
338 #ifdef CONFIG_SMP
339
340 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
341 {
342         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
343
344         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
345 }
346
347 /*
348  * called from hardirq (IPI) context
349  */
350 static void __hrtick_start(void *arg)
351 {
352         struct rq *rq = arg;
353
354         raw_spin_lock(&rq->lock);
355         __hrtick_restart(rq);
356         rq->hrtick_csd_pending = 0;
357         raw_spin_unlock(&rq->lock);
358 }
359
360 /*
361  * Called to set the hrtick timer state.
362  *
363  * called with rq->lock held and irqs disabled
364  */
365 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
366 {
367         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
368         ktime_t time;
369         s64 delta;
370
371         /*
372          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
373          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
374          */
375         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
376         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
377
378         hrtimer_set_expires(timer, time);
379
380         if (rq == this_rq()) {
381                 __hrtick_restart(rq);
382         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
383                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
384                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
385         }
386 }
387
388 static int
389 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
390 {
391         int cpu = (int)(long)hcpu;
392
393         switch (action) {
394         case CPU_UP_CANCELED:
395         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
396         case CPU_DOWN_PREPARE:
397         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
398         case CPU_DEAD:
399         case CPU_DEAD_FROZEN:
400                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
401                 return NOTIFY_OK;
402         }
403
404         return NOTIFY_DONE;
405 }
406
407 static __init void init_hrtick(void)
408 {
409         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
410 }
411 #else
412 /*
413  * Called to set the hrtick timer state.
414  *
415  * called with rq->lock held and irqs disabled
416  */
417 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
418 {
419         /*
420          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
421          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
422          */
423         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
424         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
425                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
426 }
427
428 static inline void init_hrtick(void)
429 {
430 }
431 #endif /* CONFIG_SMP */
432
433 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
434 {
435 #ifdef CONFIG_SMP
436         rq->hrtick_csd_pending = 0;
437
438         rq->hrtick_csd.flags = 0;
439         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
440         rq->hrtick_csd.info = rq;
441 #endif
442
443         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
444         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
445         rq->hrtick_timer.irqsafe = 1;
446 }
447 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
448 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
449 {
450 }
451
452 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
453 {
454 }
455
456 static inline void init_hrtick(void)
457 {
458 }
459 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
460
461 /*
462  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
463  */
464 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
465 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
466         for (;;) {                                                      \
467                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
468                 if (__old == __val)                                     \
469                         break;                                          \
470                 __val = __old;                                          \
471         }                                                               \
472         __old;                                                          \
473 })
474
475 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
476 /*
477  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
478  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
479  * spurious IPIs.
480  */
481 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
482 {
483         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
484         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
485 }
486
487 /*
488  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
489  *
490  * If this returns true, then the idle task promises to call
491  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
492  */
493 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
494 {
495         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
496         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
497
498         for (;;) {
499                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
500                         return false;
501                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
502                         return true;
503                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
504                 if (old == val)
505                         break;
506                 val = old;
507         }
508         return true;
509 }
510
511 #else
512 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
513 {
514         set_tsk_need_resched(p);
515         return true;
516 }
517
518 #ifdef CONFIG_SMP
519 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
520 {
521         return false;
522 }
523 #endif
524 #endif
525
526 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
527 {
528         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
529
530         /*
531          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
532          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
533          * wakeup due to that.
534          *
535          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
536          * barrier implied by the wakeup in wake_up_list().
537          */
538         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
539                 return;
540
541         get_task_struct(task);
542
543         /*
544          * The head is context local, there can be no concurrency.
545          */
546         *head->lastp = node;
547         head->lastp = &node->next;
548 }
549
550 void __wake_up_q(struct wake_q_head *head, bool sleeper)
551 {
552         struct wake_q_node *node = head->first;
553
554         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
555                 struct task_struct *task;
556
557                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
558                 BUG_ON(!task);
559                 /* task can safely be re-inserted now */
560                 node = node->next;
561                 task->wake_q.next = NULL;
562
563                 /*
564                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
565                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
566                  */
567                 if (sleeper)
568                         wake_up_lock_sleeper(task);
569                 else
570                         wake_up_process(task);
571                 put_task_struct(task);
572         }
573 }
574
575 /*
576  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
577  *
578  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
579  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
580  * the target CPU.
581  */
582 void resched_curr(struct rq *rq)
583 {
584         struct task_struct *curr = rq->curr;
585         int cpu;
586
587         lockdep_assert_held(&rq->lock);
588
589         if (test_tsk_need_resched(curr))
590                 return;
591
592         cpu = cpu_of(rq);
593
594         if (cpu == smp_processor_id()) {
595                 set_tsk_need_resched(curr);
596                 set_preempt_need_resched();
597                 return;
598         }
599
600         if (set_nr_and_not_polling(curr))
601                 smp_send_reschedule(cpu);
602         else
603                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
604 }
605
606 #ifdef CONFIG_PREEMPT_LAZY
607 void resched_curr_lazy(struct rq *rq)
608 {
609         struct task_struct *curr = rq->curr;
610         int cpu;
611
612         if (!sched_feat(PREEMPT_LAZY)) {
613                 resched_curr(rq);
614                 return;
615         }
616
617         lockdep_assert_held(&rq->lock);
618
619         if (test_tsk_need_resched(curr))
620                 return;
621
622         if (test_tsk_need_resched_lazy(curr))
623                 return;
624
625         set_tsk_need_resched_lazy(curr);
626
627         cpu = cpu_of(rq);
628         if (cpu == smp_processor_id())
629                 return;
630
631         /* NEED_RESCHED_LAZY must be visible before we test polling */
632         smp_mb();
633         if (!tsk_is_polling(curr))
634                 smp_send_reschedule(cpu);
635 }
636 #endif
637
638 void resched_cpu(int cpu)
639 {
640         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
641         unsigned long flags;
642
643         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
644                 return;
645         resched_curr(rq);
646         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
647 }
648
649 #ifdef CONFIG_SMP
650 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
651 /*
652  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
653  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
654  *
655  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
656  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
657  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
658  */
659 int get_nohz_timer_target(void)
660 {
661         int i, cpu;
662         struct sched_domain *sd;
663
664         preempt_disable_rt();
665         cpu = smp_processor_id();
666
667         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
668                 goto preempt_en_rt;
669
670         rcu_read_lock();
671         for_each_domain(cpu, sd) {
672                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
673                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(cpu)) {
674                                 cpu = i;
675                                 goto unlock;
676                         }
677                 }
678         }
679
680         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
681                 cpu = housekeeping_any_cpu();
682 unlock:
683         rcu_read_unlock();
684 preempt_en_rt:
685         preempt_enable_rt();
686         return cpu;
687 }
688 /*
689  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
690  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
691  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
692  * idle system the next event might even be infinite time into the
693  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
694  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
695  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
696  * wheel for the next timer event.
697  */
698 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
699 {
700         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
701
702         if (cpu == smp_processor_id())
703                 return;
704
705         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
706                 smp_send_reschedule(cpu);
707         else
708                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
709 }
710
711 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
712 {
713         /*
714          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
715          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
716          * If needed we can still optimize that later with an
717          * empty IRQ.
718          */
719         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
720                 if (cpu != smp_processor_id() ||
721                     tick_nohz_tick_stopped())
722                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
723                 return true;
724         }
725
726         return false;
727 }
728
729 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
730 {
731         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
732                 wake_up_idle_cpu(cpu);
733 }
734
735 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
736 {
737         int cpu = smp_processor_id();
738
739         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
740                 return false;
741
742         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
743                 return true;
744
745         /*
746          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
747          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
748          */
749         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
750         return false;
751 }
752
753 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
754
755 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
756 {
757         return false;
758 }
759
760 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
761
762 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
763 bool sched_can_stop_tick(void)
764 {
765         /*
766          * FIFO realtime policy runs the highest priority task. Other runnable
767          * tasks are of a lower priority. The scheduler tick does nothing.
768          */
769         if (current->policy == SCHED_FIFO)
770                 return true;
771
772         /*
773          * Round-robin realtime tasks time slice with other tasks at the same
774          * realtime priority. Is this task the only one at this priority?
775          */
776         if (current->policy == SCHED_RR) {
777                 struct sched_rt_entity *rt_se = &current->rt;
778
779                 return rt_se->run_list.prev == rt_se->run_list.next;
780         }
781
782         /*
783          * More than one running task need preemption.
784          * nr_running update is assumed to be visible
785          * after IPI is sent from wakers.
786          */
787         if (this_rq()->nr_running > 1)
788                 return false;
789
790         return true;
791 }
792 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
793
794 void sched_avg_update(struct rq *rq)
795 {
796         s64 period = sched_avg_period();
797
798         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
799                 /*
800                  * Inline assembly required to prevent the compiler
801                  * optimising this loop into a divmod call.
802                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
803                  */
804                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
805                 rq->age_stamp += period;
806                 rq->rt_avg /= 2;
807         }
808 }
809
810 #endif /* CONFIG_SMP */
811
812 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
813                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
814 /*
815  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
816  * node and @up when leaving it for the final time.
817  *
818  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
819  */
820 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
821                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
822 {
823         struct task_group *parent, *child;
824         int ret;
825
826         parent = from;
827
828 down:
829         ret = (*down)(parent, data);
830         if (ret)
831                 goto out;
832         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
833                 parent = child;
834                 goto down;
835
836 up:
837                 continue;
838         }
839         ret = (*up)(parent, data);
840         if (ret || parent == from)
841                 goto out;
842
843         child = parent;
844         parent = parent->parent;
845         if (parent)
846                 goto up;
847 out:
848         return ret;
849 }
850
851 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
852 {
853         return 0;
854 }
855 #endif
856
857 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
860         struct load_weight *load = &p->se.load;
861
862         /*
863          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
864          */
865         if (idle_policy(p->policy)) {
866                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
867                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
868                 return;
869         }
870
871         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
872         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
873 }
874
875 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
876 {
877         update_rq_clock(rq);
878         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
879                 sched_info_queued(rq, p);
880         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
881 }
882
883 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
884 {
885         update_rq_clock(rq);
886         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
887                 sched_info_dequeued(rq, p);
888         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
889 }
890
891 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
892 {
893         if (task_contributes_to_load(p))
894                 rq->nr_uninterruptible--;
895
896         enqueue_task(rq, p, flags);
897 }
898
899 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
900 {
901         if (task_contributes_to_load(p))
902                 rq->nr_uninterruptible++;
903
904         dequeue_task(rq, p, flags);
905 }
906
907 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
908 {
909 /*
910  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
911  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
912  */
913 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
914         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
915 #endif
916 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
917         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
918
919         /*
920          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
921          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
922          * {soft,}irq region.
923          *
924          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
925          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
926          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
927          * monotonic.
928          *
929          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
930          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
931          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
932          * atomic ops.
933          */
934         if (irq_delta > delta)
935                 irq_delta = delta;
936
937         rq->prev_irq_time += irq_delta;
938         delta -= irq_delta;
939 #endif
940 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
941         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
942                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
943                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
944
945                 if (unlikely(steal > delta))
946                         steal = delta;
947
948                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
949                 delta -= steal;
950         }
951 #endif
952
953         rq->clock_task += delta;
954
955 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
956         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
957                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
958 #endif
959 }
960
961 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
962 {
963         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
964         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
965
966         if (stop) {
967                 /*
968                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
969                  * userspace knows about and won't get confused about.
970                  *
971                  * Also, it will make PI more or less work without too
972                  * much confusion -- but then, stop work should not
973                  * rely on PI working anyway.
974                  */
975                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
976
977                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
978         }
979
980         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
981
982         if (old_stop) {
983                 /*
984                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
985                  * it can die in pieces.
986                  */
987                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
988         }
989 }
990
991 /*
992  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
993  */
994 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
995 {
996         return p->static_prio;
997 }
998
999 /*
1000  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1001  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1002  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1003  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1004  * estimator recalculates.
1005  */
1006 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1007 {
1008         int prio;
1009
1010         if (task_has_dl_policy(p))
1011                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1012         else if (task_has_rt_policy(p))
1013                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1014         else
1015                 prio = __normal_prio(p);
1016         return prio;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1021  * taken into account by the scheduler. This value might
1022  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1023  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1024  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1025  */
1026 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1027 {
1028         p->normal_prio = normal_prio(p);
1029         /*
1030          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1031          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1032          * to the normal priority:
1033          */
1034         if (!rt_prio(p->prio))
1035                 return p->normal_prio;
1036         return p->prio;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1041  * @p: the task in question.
1042  *
1043  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1044  */
1045 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1046 {
1047         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1048 }
1049
1050 /*
1051  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1052  * use the balance_callback list if you want balancing.
1053  *
1054  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1055  * balance_callback().
1056  */
1057 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1058                                        const struct sched_class *prev_class,
1059                                        int oldprio)
1060 {
1061         if (prev_class != p->sched_class) {
1062                 if (prev_class->switched_from)
1063                         prev_class->switched_from(rq, p);
1064
1065                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1066         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1067                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1068 }
1069
1070 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1071 {
1072         const struct sched_class *class;
1073
1074         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1075                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1076         } else {
1077                 for_each_class(class) {
1078                         if (class == rq->curr->sched_class)
1079                                 break;
1080                         if (class == p->sched_class) {
1081                                 resched_curr(rq);
1082                                 break;
1083                         }
1084                 }
1085         }
1086
1087         /*
1088          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1089          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1090          */
1091         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1092                 rq_clock_skip_update(rq, true);
1093 }
1094
1095 #ifdef CONFIG_SMP
1096 /*
1097  * This is how migration works:
1098  *
1099  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1100  *    stop_one_cpu().
1101  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1102  *    off the CPU)
1103  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1104  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1105  *    it and puts it into the right queue.
1106  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1107  *    is done.
1108  */
1109
1110 /*
1111  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1112  *
1113  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1114  */
1115 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
1116 {
1117         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1118
1119         dequeue_task(rq, p, 0);
1120         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1121         set_task_cpu(p, new_cpu);
1122         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1123
1124         rq = cpu_rq(new_cpu);
1125
1126         raw_spin_lock(&rq->lock);
1127         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1128         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1129         enqueue_task(rq, p, 0);
1130         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1131
1132         return rq;
1133 }
1134
1135 struct migration_arg {
1136         struct task_struct *task;
1137         int dest_cpu;
1138 };
1139
1140 /*
1141  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1142  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1143  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1144  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1145  *
1146  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1147  * as the task is no longer on this CPU.
1148  */
1149 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1150 {
1151         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1152                 return rq;
1153
1154         /* Affinity changed (again). */
1155         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1156                 return rq;
1157
1158         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1159
1160         return rq;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1165  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1166  * 'pushing' onto another runqueue.
1167  */
1168 static int migration_cpu_stop(void *data)
1169 {
1170         struct migration_arg *arg = data;
1171         struct task_struct *p = arg->task;
1172         struct rq *rq = this_rq();
1173
1174         /*
1175          * The original target cpu might have gone down and we might
1176          * be on another cpu but it doesn't matter.
1177          */
1178         local_irq_disable();
1179         /*
1180          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1181          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1182          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1183          */
1184         sched_ttwu_pending();
1185
1186         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1187         raw_spin_lock(&rq->lock);
1188         /*
1189          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1190          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1191          * we're holding p->pi_lock.
1192          */
1193         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1194                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1195         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1196         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1197
1198         local_irq_enable();
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1204  * actually call this function.
1205  */
1206 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1207 {
1208         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1209         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1210 }
1211
1212 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1213 {
1214         struct rq *rq = task_rq(p);
1215         bool queued, running;
1216
1217         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1218
1219         if (__migrate_disabled(p)) {
1220                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1221                 return;
1222         }
1223
1224         queued = task_on_rq_queued(p);
1225         running = task_current(rq, p);
1226
1227         if (queued) {
1228                 /*
1229                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1230                  * holding rq->lock.
1231                  */
1232                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1233                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1234         }
1235         if (running)
1236                 put_prev_task(rq, p);
1237
1238         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1239
1240         if (running)
1241                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1242         if (queued)
1243                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1244 }
1245
1246 static DEFINE_PER_CPU(struct cpumask, sched_cpumasks);
1247 static DEFINE_MUTEX(sched_down_mutex);
1248 static cpumask_t sched_down_cpumask;
1249
1250 void tell_sched_cpu_down_begin(int cpu)
1251 {
1252         mutex_lock(&sched_down_mutex);
1253         cpumask_set_cpu(cpu, &sched_down_cpumask);
1254         mutex_unlock(&sched_down_mutex);
1255 }
1256
1257 void tell_sched_cpu_down_done(int cpu)
1258 {
1259         mutex_lock(&sched_down_mutex);
1260         cpumask_clear_cpu(cpu, &sched_down_cpumask);
1261         mutex_unlock(&sched_down_mutex);
1262 }
1263
1264 /**
1265  * migrate_me - try to move the current task off this cpu
1266  *
1267  * Used by the pin_current_cpu() code to try to get tasks
1268  * to move off the current CPU as it is going down.
1269  * It will only move the task if the task isn't pinned to
1270  * the CPU (with migrate_disable, affinity or NO_SETAFFINITY)
1271  * and the task has to be in a RUNNING state. Otherwise the
1272  * movement of the task will wake it up (change its state
1273  * to running) when the task did not expect it.
1274  *
1275  * Returns 1 if it succeeded in moving the current task
1276  *         0 otherwise.
1277  */
1278 int migrate_me(void)
1279 {
1280         struct task_struct *p = current;
1281         struct migration_arg arg;
1282         struct cpumask *cpumask;
1283         struct cpumask *mask;
1284         unsigned long flags;
1285         unsigned int dest_cpu;
1286         struct rq *rq;
1287
1288         /*
1289          * We can not migrate tasks bounded to a CPU or tasks not
1290          * running. The movement of the task will wake it up.
1291          */
1292         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY || p->state)
1293                 return 0;
1294
1295         mutex_lock(&sched_down_mutex);
1296         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1297
1298         cpumask = this_cpu_ptr(&sched_cpumasks);
1299         mask = &p->cpus_allowed;
1300
1301         cpumask_andnot(cpumask, mask, &sched_down_cpumask);
1302
1303         if (!cpumask_weight(cpumask)) {
1304                 /* It's only on this CPU? */
1305                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1306                 mutex_unlock(&sched_down_mutex);
1307                 return 0;
1308         }
1309
1310         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cpumask);
1311
1312         arg.task = p;
1313         arg.dest_cpu = dest_cpu;
1314
1315         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1316
1317         stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1318         tlb_migrate_finish(p->mm);
1319         mutex_unlock(&sched_down_mutex);
1320
1321         return 1;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1326  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1327  * is removed from the allowed bitmask.
1328  *
1329  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1330  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1331  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1332  */
1333 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1334                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1335 {
1336         unsigned long flags;
1337         struct rq *rq;
1338         unsigned int dest_cpu;
1339         int ret = 0;
1340
1341         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1342
1343         /*
1344          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1345          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1346          */
1347         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1348                 ret = -EINVAL;
1349                 goto out;
1350         }
1351
1352         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1353                 goto out;
1354
1355         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
1356                 ret = -EINVAL;
1357                 goto out;
1358         }
1359
1360         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1361
1362         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1363         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask) || __migrate_disabled(p))
1364                 goto out;
1365
1366         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
1367         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1368                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1369                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1370                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1371                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1372                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1373                 return 0;
1374         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1375                 /*
1376                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1377                  * afterwards anyway.
1378                  */
1379                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1380                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1381                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1382         }
1383 out:
1384         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1385
1386         return ret;
1387 }
1388
1389 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1390 {
1391         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1394
1395 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1396 {
1397 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1398         /*
1399          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1400          * ttwu() will sort out the placement.
1401          */
1402         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1403                         !p->on_rq);
1404
1405 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1406         /*
1407          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1408          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1409          *
1410          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1411          * see task_group().
1412          *
1413          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1414          * task_rq_lock().
1415          */
1416         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1417                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1418 #endif
1419 #endif
1420
1421         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1422
1423         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1424                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1425                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1426                 p->se.nr_migrations++;
1427                 perf_event_task_migrate(p);
1428         }
1429
1430         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1431 }
1432
1433 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1434 {
1435         if (task_on_rq_queued(p)) {
1436                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1437
1438                 src_rq = task_rq(p);
1439                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1440
1441                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1442                 set_task_cpu(p, cpu);
1443                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1444                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1445         } else {
1446                 /*
1447                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1448                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1449                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1450                  */
1451                 p->wake_cpu = cpu;
1452         }
1453 }
1454
1455 struct migration_swap_arg {
1456         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1457         int src_cpu, dst_cpu;
1458 };
1459
1460 static int migrate_swap_stop(void *data)
1461 {
1462         struct migration_swap_arg *arg = data;
1463         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1464         int ret = -EAGAIN;
1465
1466         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1467                 return -EAGAIN;
1468
1469         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1470         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1471
1472         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1473                         &arg->dst_task->pi_lock);
1474         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1475
1476         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1477                 goto unlock;
1478
1479         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1480                 goto unlock;
1481
1482         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1483                 goto unlock;
1484
1485         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1486                 goto unlock;
1487
1488         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1489         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1490
1491         ret = 0;
1492
1493 unlock:
1494         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1495         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1496         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1497
1498         return ret;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Cross migrate two tasks
1503  */
1504 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1505 {
1506         struct migration_swap_arg arg;
1507         int ret = -EINVAL;
1508
1509         arg = (struct migration_swap_arg){
1510                 .src_task = cur,
1511                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1512                 .dst_task = p,
1513                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1514         };
1515
1516         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1517                 goto out;
1518
1519         /*
1520          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1521          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1522          */
1523         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1524                 goto out;
1525
1526         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1527                 goto out;
1528
1529         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1530                 goto out;
1531
1532         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1533         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1534
1535 out:
1536         return ret;
1537 }
1538
1539 static bool check_task_state(struct task_struct *p, long match_state)
1540 {
1541         bool match = false;
1542
1543         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
1544         if (p->state == match_state || p->saved_state == match_state)
1545                 match = true;
1546         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
1547
1548         return match;
1549 }
1550
1551 /*
1552  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1553  *
1554  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1555  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1556  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1557  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1558  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1559  * @p has remained unscheduled the whole time.
1560  *
1561  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1562  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1563  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1564  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1565  * waiting to become inactive.
1566  */
1567 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1568 {
1569         unsigned long flags;
1570         int running, queued;
1571         unsigned long ncsw;
1572         struct rq *rq;
1573
1574         for (;;) {
1575                 /*
1576                  * We do the initial early heuristics without holding
1577                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1578                  * the runqueue lock when things look like they will
1579                  * work out!
1580                  */
1581                 rq = task_rq(p);
1582
1583                 /*
1584                  * If the task is actively running on another CPU
1585                  * still, just relax and busy-wait without holding
1586                  * any locks.
1587                  *
1588                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1589                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1590                  * But we don't care, since "task_running()" will
1591                  * return false if the runqueue has changed and p
1592                  * is actually now running somewhere else!
1593                  */
1594                 while (task_running(rq, p)) {
1595                         if (match_state && !check_task_state(p, match_state))
1596                                 return 0;
1597                         cpu_relax();
1598                 }
1599
1600                 /*
1601                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1602                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1603                  * just go back and repeat.
1604                  */
1605                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1606                 trace_sched_wait_task(p);
1607                 running = task_running(rq, p);
1608                 queued = task_on_rq_queued(p);
1609                 ncsw = 0;
1610                 if (!match_state || p->state == match_state ||
1611                     p->saved_state == match_state)
1612                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1613                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1614
1615                 /*
1616                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1617                  */
1618                 if (unlikely(!ncsw))
1619                         break;
1620
1621                 /*
1622                  * Was it really running after all now that we
1623                  * checked with the proper locks actually held?
1624                  *
1625                  * Oops. Go back and try again..
1626                  */
1627                 if (unlikely(running)) {
1628                         cpu_relax();
1629                         continue;
1630                 }
1631
1632                 /*
1633                  * It's not enough that it's not actively running,
1634                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1635                  * preempted!
1636                  *
1637                  * So if it was still runnable (but just not actively
1638                  * running right now), it's preempted, and we should
1639                  * yield - it could be a while.
1640                  */
1641                 if (unlikely(queued)) {
1642                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1643
1644                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1645                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1646                         continue;
1647                 }
1648
1649                 /*
1650                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1651                  * runnable, which means that it will never become
1652                  * running in the future either. We're all done!
1653                  */
1654                 break;
1655         }
1656
1657         return ncsw;
1658 }
1659
1660 /***
1661  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1662  * @p: the to-be-kicked thread
1663  *
1664  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1665  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1666  *
1667  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1668  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1669  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1670  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1671  * achieved as well.
1672  */
1673 void kick_process(struct task_struct *p)
1674 {
1675         int cpu;
1676
1677         preempt_disable();
1678         cpu = task_cpu(p);
1679         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1680                 smp_send_reschedule(cpu);
1681         preempt_enable();
1682 }
1683 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1684
1685 /*
1686  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1687  */
1688 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1689 {
1690         int nid = cpu_to_node(cpu);
1691         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1692         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1693         int dest_cpu;
1694
1695         /*
1696          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1697          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1698          * select the cpu on the other node.
1699          */
1700         if (nid != -1) {
1701                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1702
1703                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1704                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1705                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1706                                 continue;
1707                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1708                                 continue;
1709                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1710                                 return dest_cpu;
1711                 }
1712         }
1713
1714         for (;;) {
1715                 /* Any allowed, online CPU? */
1716                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1717                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1718                                 continue;
1719                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1720                                 continue;
1721                         goto out;
1722                 }
1723
1724                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1725                 switch (state) {
1726                 case cpuset:
1727                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1728                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1729                                 state = possible;
1730                                 break;
1731                         }
1732                         /* fall-through */
1733                 case possible:
1734                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1735                         state = fail;
1736                         break;
1737
1738                 case fail:
1739                         BUG();
1740                         break;
1741                 }
1742         }
1743
1744 out:
1745         if (state != cpuset) {
1746                 /*
1747                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1748                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1749                  * leave kernel.
1750                  */
1751                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1752                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1753                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1754                 }
1755         }
1756
1757         return dest_cpu;
1758 }
1759
1760 /*
1761  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1762  */
1763 static inline
1764 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1765 {
1766         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1767
1768         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1769                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1770
1771         /*
1772          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1773          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1774          * cpu.
1775          *
1776          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1777          *
1778          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1779          *   not worry about this generic constraint ]
1780          */
1781         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1782                      !cpu_online(cpu)))
1783                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1784
1785         return cpu;
1786 }
1787
1788 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1789 {
1790         s64 diff = sample - *avg;
1791         *avg += diff >> 3;
1792 }
1793
1794 #else
1795
1796 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1797                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1798 {
1799         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1800 }
1801
1802 #endif /* CONFIG_SMP */
1803
1804 static void
1805 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1806 {
1807 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1808         struct rq *rq = this_rq();
1809
1810 #ifdef CONFIG_SMP
1811         int this_cpu = smp_processor_id();
1812
1813         if (cpu == this_cpu) {
1814                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1815                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1816         } else {
1817                 struct sched_domain *sd;
1818
1819                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1820                 rcu_read_lock();
1821                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1822                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1823                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1824                                 break;
1825                         }
1826                 }
1827                 rcu_read_unlock();
1828         }
1829
1830         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1831                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1832
1833 #endif /* CONFIG_SMP */
1834
1835         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1836         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1837
1838         if (wake_flags & WF_SYNC)
1839                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1840
1841 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1842 }
1843
1844 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1845 {
1846         activate_task(rq, p, en_flags);
1847         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1852  */
1853 static void
1854 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1855 {
1856         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1857         p->state = TASK_RUNNING;
1858         trace_sched_wakeup(p);
1859
1860 #ifdef CONFIG_SMP
1861         if (p->sched_class->task_woken) {
1862                 /*
1863                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1864                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1865                  */
1866                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1867                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1868                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1869         }
1870
1871         if (rq->idle_stamp) {
1872                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1873                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1874
1875                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1876
1877                 if (rq->avg_idle > max)
1878                         rq->avg_idle = max;
1879
1880                 rq->idle_stamp = 0;
1881         }
1882 #endif
1883 }
1884
1885 static void
1886 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1887 {
1888         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1889
1890 #ifdef CONFIG_SMP
1891         if (p->sched_contributes_to_load)
1892                 rq->nr_uninterruptible--;
1893 #endif
1894
1895         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1896         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1901  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1902  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1903  * the task is still ->on_rq.
1904  */
1905 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1906 {
1907         struct rq *rq;
1908         int ret = 0;
1909
1910         rq = __task_rq_lock(p);
1911         if (task_on_rq_queued(p)) {
1912                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1913                 update_rq_clock(rq);
1914                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1915                 ret = 1;
1916         }
1917         __task_rq_unlock(rq);
1918
1919         return ret;
1920 }
1921
1922 #ifdef CONFIG_SMP
1923 void sched_ttwu_pending(void)
1924 {
1925         struct rq *rq = this_rq();
1926         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1927         struct task_struct *p;
1928         unsigned long flags;
1929
1930         if (!llist)
1931                 return;
1932
1933         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1934         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1935
1936         while (llist) {
1937                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1938                 llist = llist_next(llist);
1939                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1940         }
1941
1942         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1943         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1944 }
1945
1946 void scheduler_ipi(void)
1947 {
1948         /*
1949          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1950          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1951          * this IPI.
1952          */
1953         preempt_fold_need_resched();
1954
1955         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1956                 return;
1957
1958         /*
1959          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1960          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1961          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1962          * we do call them.
1963          *
1964          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1965          * properly.
1966          *
1967          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1968          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1969          * somewhat pessimize the simple resched case.
1970          */
1971         irq_enter();
1972         sched_ttwu_pending();
1973
1974         /*
1975          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1976          */
1977         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1978                 this_rq()->idle_balance = 1;
1979                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1980         }
1981         irq_exit();
1982 }
1983
1984 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1985 {
1986         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1987
1988         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1989                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1990                         smp_send_reschedule(cpu);
1991                 else
1992                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1993         }
1994 }
1995
1996 void wake_up_if_idle(int cpu)
1997 {
1998         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1999         unsigned long flags;
2000
2001         rcu_read_lock();
2002
2003         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2004                 goto out;
2005
2006         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2007                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2008         } else {
2009                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2010                 if (is_idle_task(rq->curr))
2011                         smp_send_reschedule(cpu);
2012                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
2013                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2014         }
2015
2016 out:
2017         rcu_read_unlock();
2018 }
2019
2020 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2021 {
2022         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2023 }
2024 #endif /* CONFIG_SMP */
2025
2026 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
2027 {
2028         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2029
2030 #if defined(CONFIG_SMP)
2031         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2032                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
2033                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
2034                 return;
2035         }
2036 #endif
2037
2038         raw_spin_lock(&rq->lock);
2039         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2040         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
2041         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2042         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2043 }
2044
2045 /**
2046  * try_to_wake_up - wake up a thread
2047  * @p: the thread to be awakened
2048  * @state: the mask of task states that can be woken
2049  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2050  *
2051  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2052  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2053  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2054  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2055  * runnable without the overhead of this.
2056  *
2057  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
2058  * or @state didn't match @p's state.
2059  */
2060 static int
2061 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2062 {
2063         unsigned long flags;
2064         int cpu, success = 0;
2065
2066         /*
2067          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2068          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2069          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2070          * set_current_state() the waiting thread does.
2071          */
2072         smp_mb__before_spinlock();
2073         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2074         if (!(p->state & state)) {
2075                 /*
2076                  * The task might be running due to a spinlock sleeper
2077                  * wakeup. Check the saved state and set it to running
2078                  * if the wakeup condition is true.
2079                  */
2080                 if (!(wake_flags & WF_LOCK_SLEEPER)) {
2081                         if (p->saved_state & state) {
2082                                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
2083                                 success = 1;
2084                         }
2085                 }
2086                 goto out;
2087         }
2088
2089         /*
2090          * If this is a regular wakeup, then we can unconditionally
2091          * clear the saved state of a "lock sleeper".
2092          */
2093         if (!(wake_flags & WF_LOCK_SLEEPER))
2094                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
2095
2096         trace_sched_waking(p);
2097
2098         success = 1; /* we're going to change ->state */
2099         cpu = task_cpu(p);
2100
2101         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2102                 goto stat;
2103
2104 #ifdef CONFIG_SMP
2105         /*
2106          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2107          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2108          *
2109          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2110          * from the runqueue.
2111          *
2112          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2113          *      UNLOCK rq->lock
2114          *                      RMB
2115          *      LOCK   rq->lock
2116          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2117          *
2118          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2119          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2120          * task, the second putting it to sleep.
2121          */
2122         smp_rmb();
2123
2124         /*
2125          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2126          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2127          */
2128         while (p->on_cpu)
2129                 cpu_relax();
2130         /*
2131          * Combined with the control dependency above, we have an effective
2132          * smp_load_acquire() without the need for full barriers.
2133          *
2134          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2135          *
2136          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2137          * their previous state and preserve Program Order.
2138          */
2139         smp_rmb();
2140
2141         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2142         p->state = TASK_WAKING;
2143
2144         if (p->sched_class->task_waking)
2145                 p->sched_class->task_waking(p);
2146
2147         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2148         if (task_cpu(p) != cpu) {
2149                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2150                 set_task_cpu(p, cpu);
2151         }
2152 #endif /* CONFIG_SMP */
2153
2154         ttwu_queue(p, cpu);
2155 stat:
2156         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2157 out:
2158         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2159
2160         return success;
2161 }
2162
2163 /**
2164  * wake_up_process - Wake up a specific process
2165  * @p: The process to be woken up.
2166  *
2167  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2168  * processes.
2169  *
2170  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2171  *
2172  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2173  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2174  */
2175 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2176 {
2177         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2178 }
2179 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2180
2181 /**
2182  * wake_up_lock_sleeper - Wake up a specific process blocked on a "sleeping lock"
2183  * @p: The process to be woken up.
2184  *
2185  * Same as wake_up_process() above, but wake_flags=WF_LOCK_SLEEPER to indicate
2186  * the nature of the wakeup.
2187  */
2188 int wake_up_lock_sleeper(struct task_struct *p)
2189 {
2190         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, WF_LOCK_SLEEPER);
2191 }
2192
2193 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2194 {
2195         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2200  */
2201 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2202 {
2203         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2204
2205         dl_se->dl_runtime = 0;
2206         dl_se->dl_deadline = 0;
2207         dl_se->dl_period = 0;
2208         dl_se->flags = 0;
2209         dl_se->dl_bw = 0;
2210
2211         dl_se->dl_throttled = 0;
2212         dl_se->dl_new = 1;
2213         dl_se->dl_yielded = 0;
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2218  * p is forked by current.
2219  *
2220  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2221  */
2222 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2223 {
2224         p->on_rq                        = 0;
2225
2226         p->se.on_rq                     = 0;
2227         p->se.exec_start                = 0;
2228         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2229         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2230         p->se.nr_migrations             = 0;
2231         p->se.vruntime                  = 0;
2232         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2233
2234 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2235         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2236 #endif
2237
2238         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2239         init_dl_task_timer(&p->dl);
2240         __dl_clear_params(p);
2241
2242         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2243
2244 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2245         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2246 #endif
2247
2248 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2249         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2250                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2251                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2252         }
2253
2254         if (clone_flags & CLONE_VM)
2255                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2256         else
2257                 p->numa_preferred_nid = -1;
2258
2259         p->node_stamp = 0ULL;
2260         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2261         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2262         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2263         p->numa_faults = NULL;
2264         p->last_task_numa_placement = 0;
2265         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2266
2267         p->numa_group = NULL;
2268 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2269 }
2270
2271 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2272
2273 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2274
2275 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2276 {
2277         if (enabled)
2278                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2279         else
2280                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2281 }
2282
2283 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2284 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2285                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2286 {
2287         struct ctl_table t;
2288         int err;
2289         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2290
2291         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2292                 return -EPERM;
2293
2294         t = *table;
2295         t.data = &state;
2296         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2297         if (err < 0)
2298                 return err;
2299         if (write)
2300                 set_numabalancing_state(state);
2301         return err;
2302 }
2303 #endif
2304 #endif
2305
2306 /*
2307  * fork()/clone()-time setup:
2308  */
2309 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2310 {
2311         unsigned long flags;
2312         int cpu = get_cpu();
2313
2314         __sched_fork(clone_flags, p);
2315         /*
2316          * We mark the process as running here. This guarantees that
2317          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2318          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2319          */
2320         p->state = TASK_RUNNING;
2321
2322         /*
2323          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2324          */
2325         p->prio = current->normal_prio;
2326
2327         /*
2328          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2329          */
2330         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2331                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2332                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2333                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2334                         p->rt_priority = 0;
2335                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2336                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2337
2338                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2339                 set_load_weight(p);
2340
2341                 /*
2342                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2343                  * fulfilled its duty:
2344                  */
2345                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2346         }
2347
2348         if (dl_prio(p->prio)) {
2349                 put_cpu();
2350                 return -EAGAIN;
2351         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2352                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2353         } else {
2354                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2355         }
2356
2357         if (p->sched_class->task_fork)
2358                 p->sched_class->task_fork(p);
2359
2360         /*
2361          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2362          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2363          * is ran before sched_fork().
2364          *
2365          * Silence PROVE_RCU.
2366          */
2367         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2368         set_task_cpu(p, cpu);
2369         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2370
2371 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2372         if (likely(sched_info_on()))
2373                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2374 #endif
2375 #if defined(CONFIG_SMP)
2376         p->on_cpu = 0;
2377 #endif
2378         init_task_preempt_count(p);
2379 #ifdef CONFIG_HAVE_PREEMPT_LAZY
2380         task_thread_info(p)->preempt_lazy_count = 0;
2381 #endif
2382 #ifdef CONFIG_SMP
2383         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2384         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2385 #endif
2386
2387         put_cpu();
2388         return 0;
2389 }
2390
2391 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2392 {
2393         if (runtime == RUNTIME_INF)
2394                 return 1ULL << 20;
2395
2396         /*
2397          * Doing this here saves a lot of checks in all
2398          * the calling paths, and returning zero seems
2399          * safe for them anyway.
2400          */
2401         if (period == 0)
2402                 return 0;
2403
2404         return div64_u64(runtime << 20, period);
2405 }
2406
2407 #ifdef CONFIG_SMP
2408 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2409 {
2410         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2411                          "sched RCU must be held");
2412         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2413 }
2414
2415 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2416 {
2417         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2418         int cpus = 0;
2419
2420         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2421                          "sched RCU must be held");
2422         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2423                 cpus++;
2424
2425         return cpus;
2426 }
2427 #else
2428 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2429 {
2430         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2431 }
2432
2433 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2434 {
2435         return 1;
2436 }
2437 #endif
2438
2439 /*
2440  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2441  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2442  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2443  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2444  *
2445  * This function is called while holding p's rq->lock.
2446  *
2447  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2448  * __setparam_dl().
2449  */
2450 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2451                        const struct sched_attr *attr)
2452 {
2453
2454         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2455         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2456         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2457         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2458         int cpus, err = -1;
2459
2460         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2461                 return 0;
2462
2463         /*
2464          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2465          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2466          * allocated bandwidth of the container.
2467          */
2468         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2469         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2470         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2471             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2472                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2473                 err = 0;
2474         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2475                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2476                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2477                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2478                 err = 0;
2479         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2480                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2481                 err = 0;
2482         }
2483         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2484
2485         return err;
2486 }
2487
2488 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2489
2490 /*
2491  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2492  *
2493  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2494  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2495  * on the runqueue and wakes it.
2496  */
2497 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2498 {
2499         unsigned long flags;
2500         struct rq *rq;
2501
2502         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2503         /* Initialize new task's runnable average */
2504         init_entity_runnable_average(&p->se);
2505 #ifdef CONFIG_SMP
2506         /*
2507          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2508          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2509          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2510          */
2511         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2512 #endif
2513
2514         rq = __task_rq_lock(p);
2515         activate_task(rq, p, 0);
2516         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2517         trace_sched_wakeup_new(p);
2518         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2519 #ifdef CONFIG_SMP
2520         if (p->sched_class->task_woken) {
2521                 /*
2522                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2523                  * drop it.
2524                  */
2525                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2526                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2527                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2528         }
2529 #endif
2530         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2531 }
2532
2533 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2534
2535 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2536
2537 void preempt_notifier_inc(void)
2538 {
2539         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2540 }
2541 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2542
2543 void preempt_notifier_dec(void)
2544 {
2545         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2546 }
2547 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2548
2549 /**
2550  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2551  * @notifier: notifier struct to register
2552  */
2553 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2554 {
2555         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2556                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2557
2558         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2559 }
2560 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2561
2562 /**
2563  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2564  * @notifier: notifier struct to unregister
2565  *
2566  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2567  */
2568 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2569 {
2570         hlist_del(&notifier->link);
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2573
2574 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2575 {
2576         struct preempt_notifier *notifier;
2577
2578         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2579                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2580 }
2581
2582 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2583 {
2584         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2585                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2586 }
2587
2588 static void
2589 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2590                                    struct task_struct *next)
2591 {
2592         struct preempt_notifier *notifier;
2593
2594         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2595                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2596 }
2597
2598 static __always_inline void
2599 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2600                                  struct task_struct *next)
2601 {
2602         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2603                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2604 }
2605
2606 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2607
2608 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2609 {
2610 }
2611
2612 static inline void
2613 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2614                                  struct task_struct *next)
2615 {
2616 }
2617
2618 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2619
2620 /**
2621  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2622  * @rq: the runqueue preparing to switch
2623  * @prev: the current task that is being switched out
2624  * @next: the task we are going to switch to.
2625  *
2626  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2627  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2628  * switch.
2629  *
2630  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2631  * hooks.
2632  */
2633 static inline void
2634 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2635                     struct task_struct *next)
2636 {
2637         sched_info_switch(rq, prev, next);
2638         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2639         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2640         prepare_lock_switch(rq, next);
2641         prepare_arch_switch(next);
2642 }
2643
2644 /**
2645  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2646  * @prev: the thread we just switched away from.
2647  *
2648  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2649  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2650  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2651  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2652  *
2653  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2654  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2655  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2656  * details.)
2657  *
2658  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2659  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2660  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2661  * because prev may have moved to another CPU.
2662  */
2663 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2664         __releases(rq->lock)
2665 {
2666         struct rq *rq = this_rq();
2667         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2668         long prev_state;
2669
2670         /*
2671          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2672          * because it left us after:
2673          *
2674          *      schedule()
2675          *        preempt_disable();                    // 1
2676          *        __schedule()
2677          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2678          *
2679          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2680          */
2681         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2682                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2683                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2684                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2685
2686         rq->prev_mm = NULL;
2687
2688         /*
2689          * A task struct has one reference for the use as "current".
2690          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2691          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2692          * the scheduled task must drop that reference.
2693          *
2694          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2695          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2696          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2697          * transition, resulting in a double drop.
2698          */
2699         prev_state = prev->state;
2700         vtime_task_switch(prev);
2701         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2702         finish_lock_switch(rq, prev);
2703         finish_arch_post_lock_switch();
2704
2705         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2706         /*
2707          * We use mmdrop_delayed() here so we don't have to do the
2708          * full __mmdrop() when we are the last user.
2709          */
2710         if (mm)
2711                 mmdrop_delayed(mm);
2712         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2713                 if (prev->sched_class->task_dead)
2714                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2715
2716                 /*
2717                  * Remove function-return probe instances associated with this
2718                  * task and put them back on the free list.
2719                  */
2720                 kprobe_flush_task(prev);
2721                 put_task_struct(prev);
2722         }
2723
2724         tick_nohz_task_switch();
2725         return rq;
2726 }
2727
2728 #ifdef CONFIG_SMP
2729
2730 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2731 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2732 {
2733         struct callback_head *head, *next;
2734         void (*func)(struct rq *rq);
2735         unsigned long flags;
2736
2737         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2738         head = rq->balance_callback;
2739         rq->balance_callback = NULL;
2740         while (head) {
2741                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2742                 next = head->next;
2743                 head->next = NULL;
2744                 head = next;
2745
2746                 func(rq);
2747         }
2748         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2749 }
2750
2751 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2752 {
2753         if (unlikely(rq->balance_callback))
2754                 __balance_callback(rq);
2755 }
2756
2757 #else
2758
2759 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2760 {
2761 }
2762
2763 #endif
2764
2765 /**
2766  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2767  * @prev: the thread we just switched away from.
2768  */
2769 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2770         __releases(rq->lock)
2771 {
2772         struct rq *rq;
2773
2774         /*
2775          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2776          * finish_task_switch() for details.
2777          *
2778          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2779          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2780          * PREEMPT_COUNT kernels).
2781          */
2782
2783         rq = finish_task_switch(prev);
2784         balance_callback(rq);
2785         preempt_enable();
2786
2787         if (current->set_child_tid)
2788                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2789 }
2790
2791 /*
2792  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2793  */
2794 static inline struct rq *
2795 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2796                struct task_struct *next)
2797 {
2798         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2799
2800         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2801
2802         mm = next->mm;
2803         oldmm = prev->active_mm;
2804         /*
2805          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2806          * combine the page table reload and the switch backend into
2807          * one hypercall.
2808          */
2809         arch_start_context_switch(prev);
2810
2811         if (!mm) {
2812                 next->active_mm = oldmm;
2813                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2814                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2815         } else
2816                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2817
2818         if (!prev->mm) {
2819                 prev->active_mm = NULL;
2820                 rq->prev_mm = oldmm;
2821         }
2822         /*
2823          * Since the runqueue lock will be released by the next
2824          * task (which is an invalid locking op but in the case
2825          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2826          * do an early lockdep release here:
2827          */
2828         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2829         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2830
2831         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2832         switch_to(prev, next, prev);
2833         barrier();
2834
2835         return finish_task_switch(prev);
2836 }
2837
2838 /*
2839  * nr_running and nr_context_switches:
2840  *
2841  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2842  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2843  */
2844 unsigned long nr_running(void)
2845 {
2846         unsigned long i, sum = 0;
2847
2848         for_each_online_cpu(i)
2849                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2850
2851         return sum;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Check if only the current task is running on the cpu.
2856  *
2857  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2858  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2859  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2860  *
2861  * - from a non-preemptable section (of course)
2862  *
2863  * - from a thread that is bound to a single CPU
2864  *
2865  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2866  */
2867 bool single_task_running(void)
2868 {
2869         return raw_rq()->nr_running == 1;
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2872
2873 unsigned long long nr_context_switches(void)
2874 {
2875         int i;
2876         unsigned long long sum = 0;
2877
2878         for_each_possible_cpu(i)
2879                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2880
2881         return sum;
2882 }
2883
2884 unsigned long nr_iowait(void)
2885 {
2886         unsigned long i, sum = 0;
2887
2888         for_each_possible_cpu(i)
2889                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2890
2891         return sum;
2892 }
2893
2894 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2895 {
2896         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2897         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2898 }
2899
2900 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2901 {
2902         struct rq *rq = this_rq();
2903         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2904         *load = rq->load.weight;
2905 }
2906
2907 #ifdef CONFIG_SMP
2908
2909 /*
2910  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2911  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2912  */
2913 void sched_exec(void)
2914 {
2915         struct task_struct *p = current;
2916         unsigned long flags;
2917         int dest_cpu;
2918
2919         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2920         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2921         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2922                 goto unlock;
2923
2924         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2925                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2926
2927                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2928                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2929                 return;
2930         }
2931 unlock:
2932         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2933 }
2934
2935 #endif
2936
2937 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2938 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2939
2940 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2941 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2942
2943 /*
2944  * Return accounted runtime for the task.
2945  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2946  * pending runtime that have not been accounted yet.
2947  */
2948 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2949 {
2950         unsigned long flags;
2951         struct rq *rq;
2952         u64 ns;
2953
2954 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2955         /*
2956          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2957          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2958          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2959          *
2960          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2961          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2962          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2963          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2964          * been accounted, so we're correct here as well.
2965          */
2966         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2967                 return p->se.sum_exec_runtime;
2968 #endif
2969
2970         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2971         /*
2972          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2973          * project cycles that may never be accounted to this
2974          * thread, breaking clock_gettime().
2975          */
2976         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2977                 update_rq_clock(rq);
2978                 p->sched_class->update_curr(rq);
2979         }
2980         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2981         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2982
2983         return ns;
2984 }
2985
2986 /*
2987  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2988  * We call it with interrupts disabled.
2989  */
2990 void scheduler_tick(void)
2991 {
2992         int cpu = smp_processor_id();
2993         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2994         struct task_struct *curr = rq->curr;
2995
2996         sched_clock_tick();
2997
2998         raw_spin_lock(&rq->lock);
2999         update_rq_clock(rq);
3000         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3001         update_cpu_load_active(rq);
3002         calc_global_load_tick(rq);
3003         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3004
3005         perf_event_task_tick();
3006
3007 #ifdef CONFIG_SMP
3008         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3009         trigger_load_balance(rq);
3010 #endif
3011         rq_last_tick_reset(rq);
3012 }
3013
3014 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3015 /**
3016  * scheduler_tick_max_deferment
3017  *
3018  * Keep at least one tick per second when a single
3019  * active task is running because the scheduler doesn't
3020  * yet completely support full dynticks environment.
3021  *
3022  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3023  * balancing, etc... continue to move forward, even
3024  * with a very low granularity.
3025  *
3026  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3027  */
3028 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3029 {
3030         struct rq *rq = this_rq();
3031         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3032
3033         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3034
3035         if (time_before_eq(next, now))
3036                 return 0;
3037
3038         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3039 }
3040 #endif
3041
3042 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3043                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3044
3045 void preempt_count_add(int val)
3046 {
3047 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3048         /*
3049          * Underflow?
3050          */
3051         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3052                 return;
3053 #endif
3054         __preempt_count_add(val);
3055 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3056         /*
3057          * Spinlock count overflowing soon?
3058          */
3059         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3060                                 PREEMPT_MASK - 10);
3061 #endif
3062         if (preempt_count() == val) {
3063                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3064 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3065                 current->preempt_disable_ip = ip;
3066 #endif
3067                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3068         }
3069 }
3070 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3071 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3072
3073 void preempt_count_sub(int val)
3074 {
3075 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3076         /*
3077          * Underflow?
3078          */
3079         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3080                 return;
3081         /*
3082          * Is the spinlock portion underflowing?
3083          */
3084         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3085                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3086                 return;
3087 #endif
3088
3089         if (preempt_count() == val)
3090                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3091         __preempt_count_sub(val);
3092 }
3093 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3094 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3095
3096 #endif
3097
3098 /*
3099  * Print scheduling while atomic bug:
3100  */
3101 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3102 {
3103         if (oops_in_progress)
3104                 return;
3105
3106         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3107                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3108
3109         debug_show_held_locks(prev);
3110         print_modules();
3111         if (irqs_disabled())
3112                 print_irqtrace_events(prev);
3113 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3114         if (in_atomic_preempt_off()) {
3115                 pr_err("Preemption disabled at:");
3116                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
3117                 pr_cont("\n");
3118         }
3119 #endif
3120         dump_stack();
3121         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3126  */
3127 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3128 {
3129 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3130         BUG_ON(task_stack_end_corrupted(prev));
3131 #endif
3132
3133         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3134                 __schedule_bug(prev);
3135                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3136         }
3137         rcu_sleep_check();
3138
3139         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3140
3141         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3142 }
3143
3144 #if defined(CONFIG_PREEMPT_RT_FULL) && defined(CONFIG_SMP)
3145
3146 void migrate_disable(void)
3147 {
3148         struct task_struct *p = current;
3149
3150         if (in_atomic() || irqs_disabled()) {
3151 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3152                 p->migrate_disable_atomic++;
3153 #endif
3154                 return;
3155         }
3156
3157 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3158         if (unlikely(p->migrate_disable_atomic)) {
3159                 tracing_off();
3160                 WARN_ON_ONCE(1);
3161         }
3162 #endif
3163
3164         if (p->migrate_disable) {
3165                 p->migrate_disable++;
3166                 return;
3167         }
3168
3169         preempt_disable();
3170         preempt_lazy_disable();
3171         pin_current_cpu();
3172         p->migrate_disable = 1;
3173         preempt_enable();
3174 }
3175 EXPORT_SYMBOL(migrate_disable);
3176
3177 void migrate_enable(void)
3178 {
3179         struct task_struct *p = current;
3180
3181         if (in_atomic() || irqs_disabled()) {
3182 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3183                 p->migrate_disable_atomic--;
3184 #endif
3185                 return;
3186         }
3187
3188 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3189         if (unlikely(p->migrate_disable_atomic)) {
3190                 tracing_off();
3191                 WARN_ON_ONCE(1);
3192         }
3193 #endif
3194         WARN_ON_ONCE(p->migrate_disable <= 0);
3195
3196         if (p->migrate_disable > 1) {
3197                 p->migrate_disable--;
3198                 return;
3199         }
3200
3201         preempt_disable();
3202         /*
3203          * Clearing migrate_disable causes tsk_cpus_allowed to
3204          * show the tasks original cpu affinity.
3205          */
3206         p->migrate_disable = 0;
3207
3208         unpin_current_cpu();
3209         preempt_enable();
3210         preempt_lazy_enable();
3211 }
3212 EXPORT_SYMBOL(migrate_enable);
3213 #endif
3214
3215 /*
3216  * Pick up the highest-prio task:
3217  */
3218 static inline struct task_struct *
3219 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3220 {
3221         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3222         struct task_struct *p;
3223
3224         /*
3225          * Optimization: we know that if all tasks are in
3226          * the fair class we can call that function directly:
3227          */
3228         if (likely(prev->sched_class == class &&
3229                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3230                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3231                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3232                         goto again;
3233
3234                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3235                 if (unlikely(!p))
3236                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3237
3238                 return p;
3239         }
3240
3241 again:
3242         for_each_class(class) {
3243                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
3244                 if (p) {
3245                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3246                                 goto again;
3247                         return p;
3248                 }
3249         }
3250
3251         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3252 }
3253
3254 /*
3255  * __schedule() is the main scheduler function.
3256  *
3257  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3258  *
3259  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3260  *
3261  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3262  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3263  *
3264  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3265  *      interrupt handler scheduler_tick().
3266  *
3267  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3268  *      task to the run-queue and that's it.
3269  *
3270  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3271  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3272  *      called on the nearest possible occasion:
3273  *
3274  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3275  *
3276  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3277  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3278  *           spin_unlock()!)
3279  *
3280  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3281  *           preemptible context
3282  *
3283  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3284  *         then at the next:
3285  *
3286  *          - cond_resched() call
3287  *          - explicit schedule() call
3288  *          - return from syscall or exception to user-space
3289  *          - return from interrupt-handler to user-space
3290  *
3291  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3292  */
3293 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3294 {
3295         struct task_struct *prev, *next;
3296         unsigned long *switch_count;
3297         struct rq *rq;
3298         int cpu;
3299
3300         cpu = smp_processor_id();
3301         rq = cpu_rq(cpu);
3302         rcu_note_context_switch();
3303         prev = rq->curr;
3304
3305         /*
3306          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3307          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3308          * inconsistent (higher) preempt count.
3309          *
3310          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3311          * about this.
3312          */
3313         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3314                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3315
3316         schedule_debug(prev);
3317
3318         if (sched_feat(HRTICK))
3319                 hrtick_clear(rq);
3320
3321         /*
3322          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3323          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3324          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3325          */
3326         smp_mb__before_spinlock();
3327         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3328         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3329
3330         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3331
3332         switch_count = &prev->nivcsw;
3333         if (!preempt && prev->state) {
3334                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3335                         prev->state = TASK_RUNNING;
3336                 } else {
3337                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3338                         prev->on_rq = 0;
3339                 }
3340                 switch_count = &prev->nvcsw;
3341         }
3342
3343         if (task_on_rq_queued(prev))
3344                 update_rq_clock(rq);
3345
3346         next = pick_next_task(rq, prev);
3347         clear_tsk_need_resched(prev);
3348         clear_tsk_need_resched_lazy(prev);
3349         clear_preempt_need_resched();
3350         rq->clock_skip_update = 0;
3351
3352         if (likely(prev != next)) {
3353                 rq->nr_switches++;
3354                 rq->curr = next;
3355                 ++*switch_count;
3356
3357                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3358                 rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3359                 cpu = cpu_of(rq);
3360         } else {
3361                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
3362                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3363         }
3364
3365         balance_callback(rq);
3366 }
3367
3368 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3369 {
3370         if (!tsk->state)
3371                 return;
3372         /*
3373          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
3374          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
3375          */
3376         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
3377                 wq_worker_sleeping(tsk);
3378
3379
3380         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
3381                 return;
3382
3383         /*
3384          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3385          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3386          */
3387         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3388                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3389 }
3390
3391 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
3392 {
3393         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
3394                 wq_worker_running(tsk);
3395 }
3396
3397 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3398 {
3399         struct task_struct *tsk = current;
3400
3401         sched_submit_work(tsk);
3402         do {
3403                 preempt_disable();
3404                 __schedule(false);
3405                 sched_preempt_enable_no_resched();
3406         } while (need_resched());
3407         sched_update_worker(tsk);
3408 }
3409 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3410
3411 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3412 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3413 {
3414         /*
3415          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3416          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3417          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3418          * we find a better solution.
3419          *
3420          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3421          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3422          * too frequently to make sense yet.
3423          */
3424         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3425         schedule();
3426         exception_exit(prev_state);
3427 }
3428 #endif
3429
3430 /**
3431  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3432  *
3433  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3434  */
3435 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3436 {
3437         sched_preempt_enable_no_resched();
3438         schedule();
3439         preempt_disable();
3440 }
3441
3442 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3443 {
3444         do {
3445                 preempt_disable_notrace();
3446                 __schedule(true);
3447                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3448
3449                 /*
3450                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3451                  * between schedule and now.
3452                  */
3453         } while (need_resched());
3454 }
3455
3456 #ifdef CONFIG_PREEMPT_LAZY
3457 /*
3458  * If TIF_NEED_RESCHED is then we allow to be scheduled away since this is
3459  * set by a RT task. Oterwise we try to avoid beeing scheduled out as long as
3460  * preempt_lazy_count counter >0.
3461  */
3462 static __always_inline int preemptible_lazy(void)
3463 {
3464         if (test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED))
3465                 return 1;
3466         if (current_thread_info()->preempt_lazy_count)
3467                 return 0;
3468         return 1;
3469 }
3470
3471 #else
3472
3473 static int preemptible_lazy(void)
3474 {
3475         return 1;
3476 }
3477
3478 #endif
3479
3480 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3481 /*
3482  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3483  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3484  * occur there and call schedule directly.
3485  */
3486 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3487 {
3488         /*
3489          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3490          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3491          */
3492         if (likely(!preemptible()))
3493                 return;
3494         if (!preemptible_lazy())
3495                 return;
3496
3497         preempt_schedule_common();
3498 }
3499 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3500 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3501
3502 /**
3503  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3504  *
3505  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3506  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3507  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3508  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3509  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3510  * to be called when the system is still in usermode.
3511  *
3512  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3513  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3514  * calling the scheduler.
3515  */
3516 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3517 {
3518         enum ctx_state prev_ctx;
3519
3520         if (likely(!preemptible()))
3521                 return;
3522         if (!preemptible_lazy())
3523                 return;
3524
3525         do {
3526                 preempt_disable_notrace();
3527                 /*
3528                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3529                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3530                  * an infinite recursion.
3531                  */
3532                 prev_ctx = exception_enter();
3533                 /*
3534                  * The add/subtract must not be traced by the function
3535                  * tracer. But we still want to account for the
3536                  * preempt off latency tracer. Since the _notrace versions
3537                  * of add/subtract skip the accounting for latency tracer
3538                  * we must force it manually.
3539                  */
3540                 start_critical_timings();
3541                 __schedule(true);
3542                 stop_critical_timings();
3543                 exception_exit(prev_ctx);
3544
3545                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3546         } while (need_resched());
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3549
3550 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3551
3552 /*
3553  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3554  * off of irq context.
3555  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3556  * protect us against recursive calling from irq.
3557  */
3558 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3559 {
3560         enum ctx_state prev_state;
3561
3562         /* Catch callers which need to be fixed */
3563         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3564
3565         prev_state = exception_enter();
3566
3567         do {
3568                 preempt_disable();
3569                 local_irq_enable();
3570                 __schedule(true);
3571                 local_irq_disable();
3572                 sched_preempt_enable_no_resched();
3573         } while (need_resched());
3574
3575         exception_exit(prev_state);
3576 }
3577
3578 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3579                           void *key)
3580 {
3581         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3584
3585 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3586
3587 /*
3588  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3589  * @p: task
3590  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3591  *
3592  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3593  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3594  *
3595  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3596  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3597  */
3598 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3599 {
3600         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = ENQUEUE_RESTORE;
3601         struct rq *rq;
3602         const struct sched_class *prev_class;
3603
3604         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3605
3606         rq = __task_rq_lock(p);
3607
3608         /*
3609          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3610          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3611          *
3612          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3613          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3614          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3615          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3616          * with interrupts disabled and will complete the lock
3617          * protected section without being interrupted. So there is no
3618          * real need to boost.
3619          */
3620         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3621                 WARN_ON(p != rq->curr);
3622                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3623                 goto out_unlock;
3624         }
3625
3626         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3627         oldprio = p->prio;
3628         prev_class = p->sched_class;
3629         queued = task_on_rq_queued(p);
3630         running = task_current(rq, p);
3631         if (queued)
3632                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3633         if (running)
3634                 put_prev_task(rq, p);
3635
3636         /*
3637          * Boosting condition are:
3638          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3639          *      --> -dl task blocks on mutex A
3640          *
3641          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3642          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3643          *          running task
3644          */
3645         if (dl_prio(prio)) {
3646                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3647                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3648                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3649                         p->dl.dl_boosted = 1;
3650                         enqueue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3651                 } else
3652                         p->dl.dl_boosted = 0;
3653                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3654         } else if (rt_prio(prio)) {
3655                 if (dl_prio(oldprio))
3656                         p->dl.dl_boosted = 0;
3657                 if (oldprio < prio)
3658                         enqueue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3659                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3660         } else {
3661                 if (dl_prio(oldprio))
3662                         p->dl.dl_boosted = 0;
3663                 if (rt_prio(oldprio))
3664                         p->rt.timeout = 0;
3665                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3666         }
3667
3668         p->prio = prio;
3669
3670         if (running)
3671                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3672         if (queued)
3673                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3674
3675         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3676 out_unlock:
3677         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3678         __task_rq_unlock(rq);
3679
3680         balance_callback(rq);
3681         preempt_enable();
3682 }
3683 #endif
3684
3685 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3686 {
3687         int old_prio, delta, queued;
3688         unsigned long flags;
3689         struct rq *rq;
3690
3691         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3692                 return;
3693         /*
3694          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3695          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3696          */
3697         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3698         /*
3699          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3700          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3701          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3702          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3703          */
3704         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3705                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3706                 goto out_unlock;
3707         }
3708         queued = task_on_rq_queued(p);
3709         if (queued)
3710                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3711
3712         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3713         set_load_weight(p);
3714         old_prio = p->prio;
3715         p->prio = effective_prio(p);
3716         delta = p->prio - old_prio;
3717
3718         if (queued) {
3719                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3720                 /*
3721                  * If the task increased its priority or is running and
3722                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3723                  */
3724                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3725                         resched_curr(rq);
3726         }
3727 out_unlock:
3728         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3729 }
3730 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3731
3732 /*
3733  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3734  * @p: task
3735  * @nice: nice value
3736  */
3737 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3738 {
3739         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3740         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3741
3742         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3743                 capable(CAP_SYS_NICE));
3744 }
3745
3746 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3747
3748 /*
3749  * sys_nice - change the priority of the current process.
3750  * @increment: priority increment
3751  *
3752  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3753  * does similar things.
3754  */
3755 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3756 {
3757         long nice, retval;
3758
3759         /*
3760          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3761          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3762          * and we have a single winner.
3763          */
3764         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3765         nice = task_nice(current) + increment;
3766
3767         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3768         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3769                 return -EPERM;
3770
3771         retval = security_task_setnice(current, nice);
3772         if (retval)
3773                 return retval;
3774
3775         set_user_nice(current, nice);
3776         return 0;
3777 }
3778
3779 #endif
3780
3781 /**
3782  * task_prio - return the priority value of a given task.
3783  * @p: the task in question.
3784  *
3785  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3786  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3787  * around 0, value goes from -16 to +15.
3788  */
3789 int task_prio(const struct task_struct *p)
3790 {
3791         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3792 }
3793
3794 /**
3795  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3796  * @cpu: the processor in question.
3797  *
3798  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3799  */
3800 int idle_cpu(int cpu)
3801 {
3802         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3803
3804         if (rq->curr != rq->idle)
3805                 return 0;
3806
3807         if (rq->nr_running)
3808                 return 0;
3809
3810 #ifdef CONFIG_SMP
3811         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3812                 return 0;
3813 #endif
3814
3815         return 1;
3816 }
3817
3818 /**
3819  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3820  * @cpu: the processor in question.
3821  *
3822  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3823  */
3824 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3825 {
3826         return cpu_rq(cpu)->idle;
3827 }
3828
3829 /**
3830  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3831  * @pid: the pid in question.
3832  *
3833  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3834  */
3835 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3836 {
3837         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3838 }
3839
3840 /*
3841  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3842  * SCHED_DEADLINE task.
3843  *
3844  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3845  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3846  * for the first time with its new policy.
3847  */
3848 static void
3849 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3850 {
3851         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3852
3853         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3854         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3855         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3856         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3857         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3858
3859         /*
3860          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3861          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3862          *
3863          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3864          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3865          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3866          * amount.
3867          *
3868          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3869          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3870          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3871          * before the current scheduling deadline.
3872          *
3873          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3874          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3875          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3876          * consume more than promised.
3877          */
3878 }
3879
3880 /*
3881  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3882  * it calls know not to change it.
3883  */
3884 #define SETPARAM_POLICY -1
3885
3886 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3887                 const struct sched_attr *attr)
3888 {
3889         int policy = attr->sched_policy;
3890
3891         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3892                 policy = p->policy;
3893
3894         p->policy = policy;
3895
3896         if (dl_policy(policy))
3897                 __setparam_dl(p, attr);
3898         else if (fair_policy(policy))
3899                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3900
3901         /*
3902          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3903          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3904          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3905          */
3906         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3907         p->normal_prio = normal_prio(p);
3908         set_load_weight(p);
3909 }
3910
3911 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3912 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3913                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3914 {
3915         __setscheduler_params(p, attr);
3916
3917         /*
3918          * Keep a potential priority boosting if called from
3919          * sched_setscheduler().
3920          */
3921         if (keep_boost)
3922                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3923         else
3924                 p->prio = normal_prio(p);
3925
3926         if (dl_prio(p->prio))
3927                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3928         else if (rt_prio(p->prio))
3929                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3930         else
3931                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3932 }
3933
3934 static void
3935 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3936 {
3937         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3938
3939         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3940         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3941         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3942         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3943         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3948  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3949  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3950  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3951  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3952  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3953  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3954  * sched_period, as the latter can be zero).
3955  */
3956 static bool
3957 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3958 {
3959         /* deadline != 0 */
3960         if (attr->sched_deadline == 0)
3961                 return false;
3962
3963         /*
3964          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3965          * that big.
3966          */
3967         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3968                 return false;
3969
3970         /*
3971          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3972          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3973          */
3974         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3975             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3976                 return false;
3977
3978         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3979         if ((attr->sched_period != 0 &&
3980              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3981             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3982                 return false;
3983
3984         return true;
3985 }
3986
3987 /*
3988  * check the target process has a UID that matches the current process's
3989  */
3990 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3991 {
3992         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3993         bool match;
3994
3995         rcu_read_lock();
3996         pcred = __task_cred(p);
3997         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3998                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3999         rcu_read_unlock();
4000         return match;
4001 }
4002
4003 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4004                 const struct sched_attr *attr)
4005 {
4006         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4007
4008         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4009                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4010                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4011                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4012                 return true;
4013
4014         return false;
4015 }
4016
4017 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4018                                 const struct sched_attr *attr,
4019                                 bool user, bool pi)
4020 {
4021         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4022                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4023         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4024         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4025         unsigned long flags;
4026         const struct sched_class *prev_class;
4027         struct rq *rq;
4028         int reset_on_fork;
4029
4030         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4031         BUG_ON(in_interrupt());
4032 recheck:
4033         /* double check policy once rq lock held */
4034         if (policy < 0) {
4035                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4036                 policy = oldpolicy = p->policy;
4037         } else {
4038                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4039
4040                 if (!valid_policy(policy))
4041                         return -EINVAL;
4042         }
4043
4044         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4045                 return -EINVAL;
4046
4047         /*
4048          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4049          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4050          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4051          */
4052         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4053             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4054                 return -EINVAL;
4055         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4056             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4057                 return -EINVAL;
4058
4059         /*
4060          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4061          */
4062         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4063                 if (fair_policy(policy)) {
4064                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4065                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4066                                 return -EPERM;
4067                 }
4068
4069                 if (rt_policy(policy)) {
4070                         unsigned long rlim_rtprio =
4071                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4072
4073                         /* can't set/change the rt policy */
4074                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4075                                 return -EPERM;
4076
4077                         /* can't increase priority */
4078                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4079                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4080                                 return -EPERM;
4081                 }
4082
4083                  /*
4084                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4085                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4086                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4087                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4088                   */
4089                 if (dl_policy(policy))
4090                         return -EPERM;
4091
4092                 /*
4093                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4094                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4095                  */
4096                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4097                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4098                                 return -EPERM;
4099                 }
4100
4101                 /* can't change other user's priorities */
4102                 if (!check_same_owner(p))
4103                         return -EPERM;
4104
4105                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4106                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4107                         return -EPERM;
4108         }
4109
4110         if (user) {
4111                 retval = security_task_setscheduler(p);
4112                 if (retval)
4113                         return retval;
4114         }
4115
4116         /*
4117          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4118          * changing the priority of the task:
4119          *
4120          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4121          * runqueue lock must be held.
4122          */
4123         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4124
4125         /*
4126          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4127          */
4128         if (p == rq->stop) {
4129                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4130                 return -EINVAL;
4131         }
4132
4133         /*
4134          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4135          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4136          */
4137         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4138                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4139                         goto change;
4140                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4141                         goto change;
4142                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4143                         goto change;
4144
4145                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4146                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4147                 return 0;
4148         }
4149 change:
4150
4151         if (user) {
4152 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4153                 /*
4154                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4155                  * assigned.
4156                  */
4157                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4158                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4159                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4160                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4161                         return -EPERM;
4162                 }
4163 #endif
4164 #ifdef CONFIG_SMP
4165                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4166                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4167
4168                         /*
4169                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4170                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4171                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4172                          */
4173                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4174                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4175                                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4176                                 return -EPERM;
4177                         }
4178                 }
4179 #endif
4180         }
4181
4182         /* recheck policy now with rq lock held */
4183         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4184                 policy = oldpolicy = -1;
4185                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4186                 goto recheck;
4187         }
4188
4189         /*
4190          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4191          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4192          * is available.
4193          */
4194         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4195                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4196                 return -EBUSY;
4197         }
4198
4199         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4200         oldprio = p->prio;
4201
4202         if (pi) {
4203                 /*
4204                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4205                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4206                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4207                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4208                  * itself.
4209                  */
4210                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4211                 if (new_effective_prio == oldprio) {
4212                         __setscheduler_params(p, attr);
4213                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4214                         return 0;
4215                 }
4216         }
4217
4218         queued = task_on_rq_queued(p);
4219         running = task_current(rq, p);
4220         if (queued)
4221                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
4222         if (running)
4223                 put_prev_task(rq, p);
4224
4225         prev_class = p->sched_class;
4226         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4227
4228         if (running)
4229                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4230         if (queued) {
4231                 int enqueue_flags = ENQUEUE_RESTORE;
4232                 /*
4233                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4234                  * increased (user space view).
4235                  */
4236                 if (oldprio <= p->prio)
4237                         enqueue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4238
4239                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flags);
4240         }
4241
4242         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4243         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4244         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4245
4246         if (pi)
4247                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4248
4249         /*
4250          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4251          */
4252         balance_callback(rq);
4253         preempt_enable();
4254
4255         return 0;
4256 }
4257
4258 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4259                                const struct sched_param *param, bool check)
4260 {
4261         struct sched_attr attr = {
4262                 .sched_policy   = policy,
4263                 .sched_priority = param->sched_priority,
4264                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4265         };
4266
4267         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4268         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4269                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4270                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4271                 attr.sched_policy = policy;
4272         }
4273
4274         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4275 }
4276 /**
4277  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4278  * @p: the task in question.
4279  * @policy: new policy.
4280  * @param: structure containing the new RT priority.
4281  *
4282  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4283  *
4284  * NOTE that the task may be already dead.
4285  */
4286 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4287                        const struct sched_param *param)
4288 {
4289         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4290 }
4291 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4292
4293 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4294 {
4295         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4296 }
4297 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4298
4299 /**
4300  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4301  * @p: the task in question.
4302  * @policy: new policy.
4303  * @param: structure containing the new RT priority.
4304  *
4305  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4306  * current context has permission.  For example, this is needed in
4307  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4308  * but our caller might not have that capability.
4309  *
4310  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4311  */
4312 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4313                                const struct sched_param *param)
4314 {
4315         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4316 }
4317 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4318
4319 static int
4320 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4321 {
4322         struct sched_param lparam;
4323         struct task_struct *p;
4324         int retval;
4325
4326         if (!param || pid < 0)
4327                 return -EINVAL;
4328         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4329                 return -EFAULT;
4330
4331         rcu_read_lock();
4332         retval = -ESRCH;
4333         p = find_process_by_pid(pid);
4334         if (p != NULL)
4335                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4336         rcu_read_unlock();
4337
4338         return retval;
4339 }
4340
4341 /*
4342  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4343  */
4344 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4345                            struct sched_attr *attr)
4346 {
4347         u32 size;
4348         int ret;
4349
4350         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4351                 return -EFAULT;
4352
4353         /*
4354          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4355          */
4356         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4357
4358         ret = get_user(size, &uattr->size);
4359         if (ret)
4360                 return ret;
4361
4362         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4363                 goto err_size;
4364
4365         if (!size)              /* abi compat */
4366                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4367
4368         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4369                 goto err_size;
4370
4371         /*
4372          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4373          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4374          * user-space does not rely on any kernel feature
4375          * extensions we dont know about yet.
4376          */
4377         if (size > sizeof(*attr)) {
4378                 unsigned char __user *addr;
4379                 unsigned char __user *end;
4380                 unsigned char val;
4381
4382                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4383                 end  = (void __user *)uattr + size;
4384
4385                 for (; addr < end; addr++) {
4386                         ret = get_user(val, addr);
4387                         if (ret)
4388                                 return ret;
4389                         if (val)
4390                                 goto err_size;
4391                 }
4392                 size = sizeof(*attr);
4393         }
4394
4395         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4396         if (ret)
4397                 return -EFAULT;
4398
4399         /*
4400          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4401          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4402          */
4403         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4404
4405         return 0;
4406
4407 err_size:
4408         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4409         return -E2BIG;
4410 }
4411
4412 /**
4413  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4414  * @pid: the pid in question.
4415  * @policy: new policy.
4416  * @param: structure containing the new RT priority.
4417  *
4418  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4419  */
4420 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4421                 struct sched_param __user *, param)
4422 {
4423         /* negative values for policy are not valid */
4424         if (policy < 0)
4425                 return -EINVAL;
4426
4427         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4428 }
4429
4430 /**
4431  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4432  * @pid: the pid in question.
4433  * @param: structure containing the new RT priority.
4434  *
4435  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4436  */
4437 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4438 {
4439         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4440 }
4441
4442 /**
4443  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4444  * @pid: the pid in question.
4445  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4446  * @flags: for future extension.
4447  */
4448 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4449                                unsigned int, flags)
4450 {
4451         struct sched_attr attr;
4452         struct task_struct *p;
4453         int retval;
4454
4455         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4456                 return -EINVAL;
4457
4458         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4459         if (retval)
4460                 return retval;
4461
4462         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4463                 return -EINVAL;
4464
4465         rcu_read_lock();
4466         retval = -ESRCH;
4467         p = find_process_by_pid(pid);
4468         if (p != NULL)
4469                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4470         rcu_read_unlock();
4471
4472         return retval;
4473 }
4474
4475 /**
4476  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4477  * @pid: the pid in question.
4478  *
4479  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4480  * code.
4481  */
4482 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4483 {
4484         struct task_struct *p;
4485         int retval;
4486
4487         if (pid < 0)
4488                 return -EINVAL;
4489
4490         retval = -ESRCH;
4491         rcu_read_lock();
4492         p = find_process_by_pid(pid);
4493         if (p) {
4494                 retval = security_task_getscheduler(p);
4495                 if (!retval)
4496                         retval = p->policy
4497                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4498         }
4499         rcu_read_unlock();
4500         return retval;
4501 }
4502
4503 /**
4504  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4505  * @pid: the pid in question.
4506  * @param: structure containing the RT priority.
4507  *
4508  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4509  * code.
4510  */
4511 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4512 {
4513         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4514         struct task_struct *p;
4515         int retval;
4516
4517         if (!param || pid < 0)
4518                 return -EINVAL;
4519
4520         rcu_read_lock();
4521         p = find_process_by_pid(pid);
4522         retval = -ESRCH;
4523         if (!p)
4524                 goto out_unlock;
4525
4526         retval = security_task_getscheduler(p);
4527         if (retval)
4528                 goto out_unlock;
4529
4530         if (task_has_rt_policy(p))
4531                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4532         rcu_read_unlock();
4533
4534         /*
4535          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4536          */
4537         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4538
4539         return retval;
4540
4541 out_unlock:
4542         rcu_read_unlock();
4543         return retval;
4544 }
4545
4546 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4547                            struct sched_attr *attr,
4548                            unsigned int usize)
4549 {
4550         int ret;
4551
4552         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4553                 return -EFAULT;
4554
4555         /*
4556          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4557          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4558          * user-space does not get uncomplete information.
4559          */
4560         if (usize < sizeof(*attr)) {
4561                 unsigned char *addr;
4562                 unsigned char *end;
4563
4564                 addr = (void *)attr + usize;
4565                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4566
4567                 for (; addr < end; addr++) {
4568                         if (*addr)
4569                                 return -EFBIG;
4570                 }
4571
4572                 attr->size = usize;
4573         }
4574
4575         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4576         if (ret)
4577                 return -EFAULT;
4578
4579         return 0;
4580 }
4581
4582 /**
4583  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4584  * @pid: the pid in question.
4585  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4586  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4587  * @flags: for future extension.
4588  */
4589 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4590                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4591 {
4592         struct sched_attr attr = {
4593                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4594         };
4595         struct task_struct *p;
4596         int retval;
4597
4598         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4599             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4600                 return -EINVAL;
4601
4602         rcu_read_lock();
4603         p = find_process_by_pid(pid);
4604         retval = -ESRCH;
4605         if (!p)
4606                 goto out_unlock;
4607
4608         retval = security_task_getscheduler(p);
4609         if (retval)
4610                 goto out_unlock;
4611
4612         attr.sched_policy = p->policy;
4613         if (p->sched_reset_on_fork)
4614                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4615         if (task_has_dl_policy(p))
4616                 __getparam_dl(p, &attr);
4617         else if (task_has_rt_policy(p))
4618                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4619         else
4620                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4621
4622         rcu_read_unlock();
4623
4624         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4625         return retval;
4626
4627 out_unlock:
4628         rcu_read_unlock();
4629         return retval;
4630 }
4631
4632 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4633 {
4634         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4635         struct task_struct *p;
4636         int retval;
4637
4638         rcu_read_lock();
4639
4640         p = find_process_by_pid(pid);
4641         if (!p) {
4642                 rcu_read_unlock();
4643                 return -ESRCH;
4644         }
4645
4646         /* Prevent p going away */
4647         get_task_struct(p);
4648         rcu_read_unlock();
4649
4650         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4651                 retval = -EINVAL;
4652                 goto out_put_task;
4653         }
4654         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4655                 retval = -ENOMEM;
4656                 goto out_put_task;
4657         }
4658         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4659                 retval = -ENOMEM;
4660                 goto out_free_cpus_allowed;
4661         }
4662         retval = -EPERM;
4663         if (!check_same_owner(p)) {
4664                 rcu_read_lock();
4665                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4666                         rcu_read_unlock();
4667                         goto out_free_new_mask;
4668                 }
4669                 rcu_read_unlock();
4670         }
4671
4672         retval = security_task_setscheduler(p);
4673         if (retval)
4674                 goto out_free_new_mask;
4675
4676
4677         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4678         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4679
4680         /*
4681          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4682          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4683          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4684          * root_domain.
4685          */
4686 #ifdef CONFIG_SMP
4687         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4688                 rcu_read_lock();
4689                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4690                         retval = -EBUSY;
4691                         rcu_read_unlock();
4692                         goto out_free_new_mask;
4693                 }
4694                 rcu_read_unlock();
4695         }
4696 #endif
4697 again:
4698         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4699
4700         if (!retval) {
4701                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4702                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4703                         /*
4704                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4705                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4706                          * cpuset's cpus_allowed
4707                          */
4708                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4709                         goto again;
4710                 }
4711         }
4712 out_free_new_mask:
4713         free_cpumask_var(new_mask);
4714 out_free_cpus_allowed:
4715         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4716 out_put_task:
4717         put_task_struct(p);
4718         return retval;
4719 }
4720
4721 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4722                              struct cpumask *new_mask)
4723 {
4724         if (len < cpumask_size())
4725                 cpumask_clear(new_mask);
4726         else if (len > cpumask_size())
4727                 len = cpumask_size();
4728
4729         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4730 }
4731
4732 /**
4733  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4734  * @pid: pid of the process
4735  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4736  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4737  *
4738  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4739  */
4740 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4741                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4742 {
4743         cpumask_var_t new_mask;
4744         int retval;
4745
4746         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4747                 return -ENOMEM;
4748
4749         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4750         if (retval == 0)
4751                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4752         free_cpumask_var(new_mask);
4753         return retval;
4754 }
4755
4756 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4757 {
4758         struct task_struct *p;
4759         unsigned long flags;
4760         int retval;
4761
4762         rcu_read_lock();
4763
4764         retval = -ESRCH;
4765         p = find_process_by_pid(pid);
4766         if (!p)
4767                 goto out_unlock;
4768
4769         retval = security_task_getscheduler(p);
4770         if (retval)
4771                 goto out_unlock;
4772
4773         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4774         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4775         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4776
4777 out_unlock:
4778         rcu_read_unlock();
4779
4780         return retval;
4781 }
4782
4783 /**
4784  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4785  * @pid: pid of the process
4786  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4787  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4788  *
4789  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4790  */
4791 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4792                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4793 {
4794         int ret;
4795         cpumask_var_t mask;
4796
4797         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4798                 return -EINVAL;
4799         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4800                 return -EINVAL;
4801
4802         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4803                 return -ENOMEM;
4804
4805         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4806         if (ret == 0) {
4807                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4808
4809                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4810                         ret = -EFAULT;
4811                 else
4812                         ret = retlen;
4813         }
4814         free_cpumask_var(mask);
4815
4816         return ret;
4817 }
4818
4819 /**
4820  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4821  *
4822  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4823  * other threads running on this CPU then this function will return.
4824  *
4825  * Return: 0.
4826  */
4827 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4828 {
4829         struct rq *rq = this_rq_lock();
4830
4831         schedstat_inc(rq, yld_count);
4832         current->sched_class->yield_task(rq);
4833
4834         /*
4835          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4836          * no need to preempt or enable interrupts:
4837          */
4838         __release(rq->lock);
4839         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4840         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4841         sched_preempt_enable_no_resched();
4842
4843         schedule();
4844
4845         return 0;
4846 }
4847
4848 int __sched _cond_resched(void)
4849 {
4850         if (should_resched(0)) {
4851                 preempt_schedule_common();
4852                 return 1;
4853         }
4854         return 0;
4855 }
4856 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4857
4858 /*
4859  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4860  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4861  *
4862  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4863  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4864  * spin_unlock(), once by hand).
4865  */
4866 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4867 {
4868         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4869         int ret = 0;
4870
4871         lockdep_assert_held(lock);
4872
4873         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4874                 spin_unlock(lock);
4875                 if (resched)
4876                         preempt_schedule_common();
4877                 else
4878                         cpu_relax();
4879                 ret = 1;
4880                 spin_lock(lock);
4881         }
4882         return ret;
4883 }
4884 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4885
4886 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_FULL
4887 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4888 {
4889         BUG_ON(!in_softirq());
4890
4891         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4892                 local_bh_enable();
4893                 preempt_schedule_common();
4894                 local_bh_disable();
4895                 return 1;
4896         }
4897         return 0;
4898 }
4899 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4900 #endif
4901
4902 /**
4903  * yield - yield the current processor to other threads.
4904  *
4905  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4906  *
4907  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4908  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4909  * it, its already broken.
4910  *
4911  * Typical broken usage is:
4912  *
4913  * while (!event)
4914  *      yield();
4915  *
4916  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4917  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4918  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4919  *
4920  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4921  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4922  * If you still want to use yield(), do not!
4923  */
4924 void __sched yield(void)
4925 {
4926         set_current_state(TASK_RUNNING);
4927         sys_sched_yield();
4928 }
4929 EXPORT_SYMBOL(yield);
4930
4931 /**
4932  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4933  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4934  * processor it's on.
4935  * @p: target task
4936  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4937  *
4938  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4939  * can't go away on us before we can do any checks.
4940  *
4941  * Return:
4942  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4943  *      false (0) if we failed to boost the target.
4944  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4945  */
4946 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4947 {
4948         struct task_struct *curr = current;
4949         struct rq *rq, *p_rq;
4950         unsigned long flags;
4951         int yielded = 0;
4952
4953         local_irq_save(flags);
4954         rq = this_rq();
4955
4956 again:
4957         p_rq = task_rq(p);
4958         /*
4959          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4960          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4961          */
4962         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4963                 yielded = -ESRCH;
4964                 goto out_irq;
4965         }
4966
4967         double_rq_lock(rq, p_rq);
4968         if (task_rq(p) != p_rq) {
4969                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4970                 goto again;
4971         }
4972
4973         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4974                 goto out_unlock;
4975
4976         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4977                 goto out_unlock;
4978
4979         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4980                 goto out_unlock;
4981
4982         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4983         if (yielded) {
4984                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4985                 /*
4986                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4987                  * fairness.
4988                  */
4989                 if (preempt && rq != p_rq)
4990                         resched_curr(p_rq);
4991         }
4992
4993 out_unlock:
4994         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4995 out_irq:
4996         local_irq_restore(flags);
4997
4998         if (yielded > 0)
4999                 schedule();
5000
5001         return yielded;
5002 }
5003 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5004
5005 /*
5006  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5007  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5008  */
5009 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5010 {
5011         int old_iowait = current->in_iowait;
5012         struct rq *rq;
5013         long ret;
5014
5015         current->in_iowait = 1;
5016         blk_schedule_flush_plug(current);
5017
5018         delayacct_blkio_start();
5019         rq = raw_rq();
5020         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5021         ret = schedule_timeout(timeout);
5022         current->in_iowait = old_iowait;
5023         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5024         delayacct_blkio_end();
5025
5026         return ret;
5027 }
5028 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5029
5030 /**
5031  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5032  * @policy: scheduling class.
5033  *
5034  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5035  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5036  * On failure, a negative error code is returned.
5037  */
5038 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5039 {
5040         int ret = -EINVAL;
5041
5042         switch (policy) {
5043         case SCHED_FIFO:
5044         case SCHED_RR:
5045                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5046                 break;
5047         case SCHED_DEADLINE:
5048         case SCHED_NORMAL:
5049         case SCHED_BATCH:
5050         case SCHED_IDLE:
5051                 ret = 0;
5052                 break;
5053         }
5054         return ret;
5055 }
5056
5057 /**
5058  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5059  * @policy: scheduling class.
5060  *
5061  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5062  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5063  * On failure, a negative error code is returned.
5064  */
5065 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5066 {
5067         int ret = -EINVAL;
5068
5069         switch (policy) {
5070         case SCHED_FIFO:
5071         case SCHED_RR:
5072                 ret = 1;
5073                 break;
5074         case SCHED_DEADLINE:
5075         case SCHED_NORMAL:
5076         case SCHED_BATCH:
5077         case SCHED_IDLE:
5078                 ret = 0;
5079         }
5080         return ret;
5081 }
5082
5083 /**
5084  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5085  * @pid: pid of the process.
5086  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5087  *
5088  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5089  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5090  *
5091  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5092  * an error code.
5093  */
5094 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5095                 struct timespec __user *, interval)
5096 {
5097         struct task_struct *p;
5098         unsigned int time_slice;
5099         unsigned long flags;
5100         struct rq *rq;
5101         int retval;
5102         struct timespec t;
5103
5104         if (pid < 0)
5105                 return -EINVAL;
5106
5107         retval = -ESRCH;
5108         rcu_read_lock();
5109         p = find_process_by_pid(pid);
5110         if (!p)
5111                 goto out_unlock;
5112
5113         retval = security_task_getscheduler(p);
5114         if (retval)
5115                 goto out_unlock;
5116
5117         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5118         time_slice = 0;
5119         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5120                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5121         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5122
5123         rcu_read_unlock();
5124         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5125         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5126         return retval;
5127
5128 out_unlock:
5129         rcu_read_unlock();
5130         return retval;
5131 }
5132
5133 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5134
5135 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5136 {
5137         unsigned long free = 0;
5138         int ppid;
5139         unsigned long state = p->state;
5140
5141         if (state)
5142                 state = __ffs(state) + 1;
5143         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5144                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5145 #if BITS_PER_LONG == 32
5146         if (state == TASK_RUNNING)
5147                 printk(KERN_CONT " running  ");
5148         else
5149                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5150 #else
5151         if (state == TASK_RUNNING)
5152                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5153         else
5154                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5155 #endif
5156 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5157         free = stack_not_used(p);
5158 #endif
5159         ppid = 0;
5160         rcu_read_lock();
5161         if (pid_alive(p))
5162                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5163         rcu_read_unlock();
5164         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5165                 task_pid_nr(p), ppid,
5166                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5167
5168         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5169         show_stack(p, NULL);
5170 }
5171
5172 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5173 {
5174         struct task_struct *g, *p;
5175
5176 #if BITS_PER_LONG == 32
5177         printk(KERN_INFO
5178                 "  task                PC stack   pid father\n");
5179 #else
5180         printk(KERN_INFO
5181                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5182 #endif
5183         rcu_read_lock();
5184         for_each_process_thread(g, p) {
5185                 /*
5186                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5187                  * console might take a lot of time:
5188                  */
5189                 touch_nmi_watchdog();
5190                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5191                         sched_show_task(p);
5192         }
5193
5194         touch_all_softlockup_watchdogs();
5195
5196 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5197         sysrq_sched_debug_show();
5198 #endif
5199         rcu_read_unlock();
5200         /*
5201          * Only show locks if all tasks are dumped:
5202          */
5203         if (!state_filter)
5204                 debug_show_all_locks();
5205 }
5206
5207 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5208 {
5209         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5210 }
5211
5212 /**
5213  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5214  * @idle: task in question
5215  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5216  *
5217  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5218  * flag, to make booting more robust.
5219  */
5220 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5221 {
5222         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5223         unsigned long flags;
5224
5225         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5226         raw_spin_lock(&rq->lock);
5227
5228         __sched_fork(0, idle);
5229         idle->state = TASK_RUNNING;
5230         idle->se.exec_start = sched_clock();
5231
5232 #ifdef CONFIG_SMP
5233         /*
5234          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5235          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5236          *
5237          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5238          */
5239         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5240 #endif
5241         /*
5242          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5243          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5244          * lockdep check in task_group() will fail.
5245          *
5246          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5247          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5248          *
5249          * Silence PROVE_RCU
5250          */
5251         rcu_read_lock();
5252         __set_task_cpu(idle, cpu);
5253         rcu_read_unlock();
5254
5255         rq->curr = rq->idle = idle;
5256         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5257 #ifdef CONFIG_SMP
5258         idle->on_cpu = 1;
5259 #endif
5260         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5261         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5262
5263         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5264         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5265 #ifdef CONFIG_HAVE_PREEMPT_LAZY
5266         task_thread_info(idle)->preempt_lazy_count = 0;
5267 #endif
5268         /*
5269          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5270          */
5271         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5272         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5273         vtime_init_idle(idle, cpu);
5274 #ifdef CONFIG_SMP
5275         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5276 #endif
5277 }
5278
5279 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5280                               const struct cpumask *trial)
5281 {
5282         int ret = 1, trial_cpus;
5283         struct dl_bw *cur_dl_b;
5284         unsigned long flags;
5285
5286         if (!cpumask_weight(cur))
5287                 return ret;
5288
5289         rcu_read_lock_sched();
5290         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5291         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5292
5293         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5294         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5295             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5296                 ret = 0;
5297         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5298         rcu_read_unlock_sched();
5299
5300         return ret;
5301 }
5302
5303 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5304                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5305 {
5306         int ret = 0;
5307
5308         /*
5309          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5310          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5311          * affinity and isolating such threads by their set of
5312          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5313          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5314          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5315          * before cpus_allowed may be changed.
5316          */
5317         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5318                 ret = -EINVAL;
5319                 goto out;
5320         }
5321
5322 #ifdef CONFIG_SMP
5323         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5324                                               cs_cpus_allowed)) {
5325                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5326                                                         cs_cpus_allowed);
5327                 struct dl_bw *dl_b;
5328                 bool overflow;
5329                 int cpus;
5330                 unsigned long flags;
5331
5332                 rcu_read_lock_sched();
5333                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5334                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5335                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5336                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5337                 if (overflow)
5338                         ret = -EBUSY;
5339                 else {
5340                         /*
5341                          * We reserve space for this task in the destination
5342                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5343                          * We will free resources in the source root_domain
5344                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5345                          */
5346                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5347                 }
5348                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5349                 rcu_read_unlock_sched();
5350
5351         }
5352 #endif
5353 out:
5354         return ret;
5355 }
5356
5357 #ifdef CONFIG_SMP
5358
5359 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5360 /* Migrate current task p to target_cpu */
5361 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5362 {
5363         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5364         int curr_cpu = task_cpu(p);
5365
5366         if (curr_cpu == target_cpu)
5367                 return 0;
5368
5369         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5370                 return -EINVAL;
5371
5372         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5373
5374         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5375         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5376 }
5377
5378 /*
5379  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5380  * tasks on the runqueues
5381  */
5382 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5383 {
5384         struct rq *rq;
5385         unsigned long flags;
5386         bool queued, running;
5387
5388         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5389         queued = task_on_rq_queued(p);
5390         running = task_current(rq, p);
5391
5392         if (queued)
5393                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5394         if (running)
5395                 put_prev_task(rq, p);
5396
5397         p->numa_preferred_nid = nid;
5398
5399         if (running)
5400                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5401         if (queued)
5402                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5403         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
5404 }
5405 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5406
5407 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5408 static DEFINE_PER_CPU(struct mm_struct *, idle_last_mm);
5409
5410 /*
5411  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5412  * offline.
5413  */
5414 void idle_task_exit(void)
5415 {
5416         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5417
5418         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5419
5420         if (mm != &init_mm) {
5421                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5422                 finish_arch_post_lock_switch();
5423         }
5424         /*
5425          * Defer the cleanup to an alive cpu. On RT we can neither
5426          * call mmdrop() nor mmdrop_delayed() from here.
5427          */
5428         per_cpu(idle_last_mm, smp_processor_id()) = mm;
5429 }
5430
5431 /*
5432  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5433  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5434  * nr_active count is stable.
5435  *
5436  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5437  */
5438 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5439 {
5440         long delta = calc_load_fold_active(rq);
5441         if (delta)
5442                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5443 }
5444
5445 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5446 {
5447 }
5448
5449 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5450         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5451 };
5452
5453 static struct task_struct fake_task = {
5454         /*
5455          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5456          */
5457         .prio = MAX_PRIO + 1,
5458         .sched_class = &fake_sched_class,
5459 };
5460
5461 /*
5462  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5463  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5464  *
5465  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5466  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5467  * because of lock validation efforts.
5468  */
5469 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5470 {
5471         struct rq *rq = dead_rq;
5472         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5473         int dest_cpu;
5474
5475         /*
5476          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5477          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5478          *
5479          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5480          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5481          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5482          * done here.
5483          */
5484         rq->stop = NULL;
5485
5486         /*
5487          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5488          * class method both need to have an up-to-date
5489          * value of rq->clock[_task]
5490          */
5491         update_rq_clock(rq);
5492
5493         for (;;) {
5494                 /*
5495                  * There's this thread running, bail when that's the only
5496                  * remaining thread.
5497                  */
5498                 if (rq->nr_running == 1)
5499                         break;
5500
5501                 /*
5502                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5503                  */
5504                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5505                 next = pick_next_task(rq, &fake_task);
5506                 BUG_ON(!next);
5507                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5508
5509                 /*
5510                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5511                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5512                  * stabilizes the mask.
5513                  *
5514                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5515                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5516                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5517                  */
5518                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
5519                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5520                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5521                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5522
5523                 /*
5524                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5525                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5526                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5527                  */
5528                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5529                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5530                         continue;
5531                 }
5532
5533                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5534                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5535
5536                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5537                 if (rq != dead_rq) {
5538                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5539                         rq = dead_rq;
5540                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5541                 }
5542                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5543         }
5544
5545         rq->stop = stop;
5546 }
5547 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5548
5549 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5550
5551 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5552         {
5553                 .procname       = "sched_domain",
5554                 .mode           = 0555,
5555         },
5556         {}
5557 };
5558
5559 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5560         {
5561                 .procname       = "kernel",
5562                 .mode           = 0555,
5563                 .child          = sd_ctl_dir,
5564         },
5565         {}
5566 };
5567
5568 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5569 {
5570         struct ctl_table *entry =
5571                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5572
5573         return entry;
5574 }
5575
5576 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5577 {
5578         struct ctl_table *entry;
5579
5580         /*
5581          * In the intermediate directories, both the child directory and
5582          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5583          * will always be set. In the lowest directory the names are
5584          * static strings and all have proc handlers.
5585          */
5586         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5587                 if (entry->child)
5588                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5589                 if (entry->proc_handler == NULL)
5590                         kfree(entry->procname);
5591         }
5592
5593         kfree(*tablep);
5594         *tablep = NULL;
5595 }
5596
5597 static int min_load_idx = 0;
5598 static int max_load_idx = CPU_LOAD_IDX_MAX-1;
5599
5600 static void
5601 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5602                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5603                 umode_t mode, proc_handler *proc_handler,
5604                 bool load_idx)
5605 {
5606         entry->procname = procname;
5607         entry->data = data;
5608         entry->maxlen = maxlen;
5609         entry->mode = mode;
5610         entry->proc_handler = proc_handler;
5611
5612         if (load_idx) {
5613                 entry->extra1 = &min_load_idx;
5614                 entry->extra2 = &max_load_idx;
5615         }
5616 }
5617
5618 static struct ctl_table *
5619 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5620 {
5621         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(14);
5622
5623         if (table == NULL)
5624                 return NULL;
5625
5626         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5627                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5628         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5629                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5630         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5631                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5632         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5633                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5634         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5635                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5636         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5637                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5638         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5639                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, true);
5640         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5641                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5642         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5643                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5644         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5645                 &sd->cache_nice_tries,
5646                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5647         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5648                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax, false);
5649         set_table_entry(&table[11], "max_newidle_lb_cost",
5650                 &sd->max_newidle_lb_cost,
5651                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax, false);
5652         set_table_entry(&table[12], "name", sd->name,
5653                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring, false);
5654         /* &table[13] is terminator */
5655
5656         return table;
5657 }
5658
5659 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5660 {
5661         struct ctl_table *entry, *table;
5662         struct sched_domain *sd;
5663         int domain_num = 0, i;
5664         char buf[32];
5665
5666         for_each_domain(cpu, sd)
5667                 domain_num++;
5668         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5669         if (table == NULL)
5670                 return NULL;
5671
5672         i = 0;
5673         for_each_domain(cpu, sd) {
5674                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5675                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5676                 entry->mode = 0555;
5677                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5678                 entry++;
5679                 i++;
5680         }
5681         return table;
5682 }
5683
5684 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5685 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5686 {
5687         int i, cpu_num = num_possible_cpus();
5688         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5689         char buf[32];
5690
5691         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5692         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5693
5694         if (entry == NULL)
5695                 return;
5696
5697         for_each_possible_cpu(i) {
5698                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5699                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5700                 entry->mode = 0555;
5701                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5702                 entry++;
5703         }
5704
5705         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5706         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5707 }
5708
5709 /* may be called multiple times per register */
5710 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5711 {
5712         unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5713         sd_sysctl_header = NULL;
5714         if (sd_ctl_dir[0].child)
5715                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5716 }
5717 #else
5718 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5719 {
5720 }
5721 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5722 {
5723 }
5724 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG && CONFIG_SYSCTL */
5725
5726 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5727 {
5728         if (!rq->online) {
5729                 const struct sched_class *class;
5730
5731                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5732                 rq->online = 1;
5733
5734                 for_each_class(class) {
5735                         if (class->rq_online)
5736                                 class->rq_online(rq);
5737                 }
5738         }
5739 }
5740
5741 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5742 {
5743         if (rq->online) {
5744                 const struct sched_class *class;
5745
5746                 for_each_class(class) {
5747                         if (class->rq_offline)
5748                                 class->rq_offline(rq);
5749                 }
5750
5751                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5752                 rq->online = 0;
5753         }
5754 }
5755
5756 /*
5757  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5758  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5759  */
5760 static int
5761 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5762 {
5763         int cpu = (long)hcpu;
5764         unsigned long flags;
5765         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5766
5767         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5768
5769         case CPU_UP_PREPARE:
5770                 rq->calc_load_update = calc_load_update;
5771                 break;
5772
5773         case CPU_ONLINE:
5774                 /* Update our root-domain */
5775                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5776                 if (rq->rd) {
5777                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5778
5779                         set_rq_online(rq);
5780                 }
5781                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5782                 break;
5783
5784 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5785         case CPU_DYING:
5786                 sched_ttwu_pending();
5787                 /* Update our root-domain */
5788                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5789                 if (rq->rd) {
5790                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5791                         set_rq_offline(rq);
5792                 }
5793                 migrate_tasks(rq);
5794                 BUG_ON(rq->nr_running != 1); /* the migration thread */
5795                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5796                 break;
5797
5798         case CPU_DEAD:
5799                 calc_load_migrate(rq);
5800                 if (per_cpu(idle_last_mm, cpu)) {
5801                         mmdrop(per_cpu(idle_last_mm, cpu));
5802                         per_cpu(idle_last_mm, cpu) = NULL;
5803                 }
5804                 break;
5805 #endif
5806         }
5807
5808         update_max_interval();
5809
5810         return NOTIFY_OK;
5811 }
5812
5813 /*
5814  * Register at high priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5815  * happens before everything else.  This has to be lower priority than
5816  * the notifier in the perf_event subsystem, though.
5817  */
5818 static struct notifier_block migration_notifier = {
5819         .notifier_call = migration_call,
5820         .priority = CPU_PRI_MIGRATION,
5821 };
5822
5823 static void set_cpu_rq_start_time(void)
5824 {
5825         int cpu = smp_processor_id();
5826         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5827         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5828 }
5829
5830 static int sched_cpu_active(struct notifier_block *nfb,
5831                                       unsigned long action, void *hcpu)
5832 {
5833         int cpu = (long)hcpu;
5834
5835         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5836         case CPU_STARTING:
5837                 set_cpu_rq_start_time();
5838                 return NOTIFY_OK;
5839
5840         case CPU_ONLINE:
5841                 /*
5842                  * At this point a starting CPU has marked itself as online via
5843                  * set_cpu_online(). But it might not yet have marked itself
5844                  * as active, which is essential from here on.
5845                  */
5846                 set_cpu_active(cpu, true);
5847                 stop_machine_unpark(cpu);
5848                 return NOTIFY_OK;
5849
5850         case CPU_DOWN_FAILED:
5851                 set_cpu_active(cpu, true);
5852                 return NOTIFY_OK;
5853
5854         default:
5855                 return NOTIFY_DONE;
5856         }
5857 }
5858
5859 static int sched_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb,
5860                                         unsigned long action, void *hcpu)
5861 {
5862         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
5863         case CPU_DOWN_PREPARE:
5864                 set_cpu_active((long)hcpu, false);
5865                 return NOTIFY_OK;
5866         default:
5867                 return NOTIFY_DONE;
5868         }
5869 }
5870
5871 static int __init migration_init(void)
5872 {
5873         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5874         int err;
5875
5876         /* Initialize migration for the boot CPU */
5877         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5878         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5879         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5880         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5881
5882         /* Register cpu active notifiers */
5883         cpu_notifier(sched_cpu_active, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
5884         cpu_notifier(sched_cpu_inactive, CPU_PRI_SCHED_INACTIVE);
5885
5886         return 0;
5887 }
5888 early_initcall(migration_init);
5889
5890 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5891
5892 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5893
5894 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5895
5896 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5897 {
5898         sched_debug_enabled = 1;
5899
5900         return 0;
5901 }
5902 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5903
5904 static inline bool sched_debug(void)
5905 {
5906         return sched_debug_enabled;
5907 }
5908
5909 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5910                                   struct cpumask *groupmask)
5911 {
5912         struct sched_group *group = sd->groups;
5913
5914         cpumask_clear(groupmask);
5915
5916         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5917
5918         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5919                 printk("does not load-balance\n");
5920                 if (sd->parent)
5921                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5922                                         " has parent");
5923                 return -1;
5924         }
5925
5926         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5927                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5928
5929         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5930                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5931                                 "CPU%d\n", cpu);
5932         }
5933         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5934                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5935                                 " CPU%d\n", cpu);
5936         }
5937
5938         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5939         do {
5940                 if (!group) {
5941                         printk("\n");
5942                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5943                         break;
5944                 }
5945
5946                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5947                         printk(KERN_CONT "\n");
5948                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5949                         break;
5950                 }
5951
5952                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5953                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5954                         printk(KERN_CONT "\n");
5955                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5956                         break;
5957                 }
5958
5959                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5960
5961                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5962                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5963                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5964                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5965                                 group->sgc->capacity);
5966                 }
5967
5968                 group = group->next;
5969         } while (group != sd->groups);
5970         printk(KERN_CONT "\n");
5971
5972         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5973                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5974
5975         if (sd->parent &&
5976             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5977                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5978                         "of domain->span\n");
5979         return 0;
5980 }
5981
5982 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5983 {
5984         int level = 0;
5985
5986         if (!sched_debug_enabled)
5987                 return;
5988
5989         if (!sd) {
5990                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5991                 return;
5992         }
5993
5994         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5995
5996         for (;;) {
5997                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5998                         break;
5999                 level++;
6000                 sd = sd->parent;
6001                 if (!sd)
6002                         break;
6003         }
6004 }
6005 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
6006 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6007 static inline bool sched_debug(void)
6008 {
6009         return false;
6010 }
6011 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
6012
6013 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6014 {
6015         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
6016                 return 1;
6017
6018         /* Following flags need at least 2 groups */
6019         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6020                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6021                          SD_BALANCE_FORK |
6022                          SD_BALANCE_EXEC |
6023                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
6024                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
6025                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
6026                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6027                         return 0;
6028         }
6029
6030         /* Following flags don't use groups */
6031         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
6032                 return 0;
6033
6034         return 1;
6035 }
6036
6037 static int
6038 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6039 {
6040         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6041
6042         if (sd_degenerate(parent))
6043                 return 1;
6044
6045         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
6046                 return 0;
6047
6048         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6049         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6050                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
6051                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
6052                                 SD_BALANCE_FORK |
6053                                 SD_BALANCE_EXEC |
6054                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
6055                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
6056                                 SD_PREFER_SIBLING |
6057                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
6058                 if (nr_node_ids == 1)
6059                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
6060         }
6061         if (~cflags & pflags)
6062                 return 0;
6063
6064         return 1;
6065 }
6066
6067 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
6068 {
6069         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
6070
6071         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
6072         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
6073         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
6074         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6075         free_cpumask_var(rd->online);
6076         free_cpumask_var(rd->span);
6077         kfree(rd);
6078 }
6079
6080 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6081 {
6082         struct root_domain *old_rd = NULL;
6083         unsigned long flags;
6084
6085         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6086
6087         if (rq->rd) {
6088                 old_rd = rq->rd;
6089
6090                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
6091                         set_rq_offline(rq);
6092
6093                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
6094
6095                 /*
6096                  * If we dont want to free the old_rd yet then
6097                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
6098                  * in this function:
6099                  */
6100                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6101                         old_rd = NULL;
6102         }
6103
6104         atomic_inc(&rd->refcount);
6105         rq->rd = rd;
6106
6107         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
6108         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
6109                 set_rq_online(rq);
6110
6111         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6112
6113         if (old_rd)
6114                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
6115 }
6116
6117 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6118 {
6119         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6120
6121         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
6122                 goto out;
6123         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
6124                 goto free_span;
6125         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
6126                 goto free_online;
6127         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
6128                 goto free_dlo_mask;
6129
6130         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
6131         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
6132                 goto free_dlo_mask;
6133
6134         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
6135                 goto free_rto_mask;
6136         return 0;
6137
6138 free_rto_mask:
6139         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
6140 free_dlo_mask:
6141         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
6142 free_online:
6143         free_cpumask_var(rd->online);
6144 free_span:
6145         free_cpumask_var(rd->span);
6146 out:
6147         return -ENOMEM;
6148 }
6149
6150 /*
6151  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
6152  * members (mimicking the global state we have today).
6153  */
6154 struct root_domain def_root_domain;
6155
6156 static void init_defrootdomain(void)
6157 {
6158         init_rootdomain(&def_root_domain);
6159
6160         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6161 }
6162
6163 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6164 {
6165         struct root_domain *rd;
6166
6167         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6168         if (!rd)
6169                 return NULL;
6170
6171         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
6172                 kfree(rd);
6173                 return NULL;
6174         }
6175
6176         return rd;
6177 }
6178
6179 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
6180 {
6181         struct sched_group *tmp, *first;
6182
6183         if (!sg)
6184                 return;
6185
6186         first = sg;
6187         do {
6188                 tmp = sg->next;
6189
6190                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
6191                         kfree(sg->sgc);
6192
6193                 kfree(sg);
6194                 sg = tmp;
6195         } while (sg != first);
6196 }
6197
6198 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
6199 {
6200         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
6201
6202         /*
6203          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
6204          * nuke them all.
6205          */
6206         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6207                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
6208         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
6209                 kfree(sd->groups->sgc);
6210                 kfree(sd->groups);
6211         }
6212         kfree(sd);
6213 }
6214
6215 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
6216 {
6217         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
6218 }
6219
6220 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
6221 {
6222         for (; sd; sd = sd->parent)
6223                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
6224 }
6225
6226 /*
6227  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
6228  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
6229  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
6230  *
6231  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
6232  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
6233  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
6234  */
6235 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
6236 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
6237 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6238 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6239 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
6240 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6241
6242 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6243 {
6244         struct sched_domain *sd;
6245         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
6246         int id = cpu;
6247         int size = 1;
6248
6249         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6250         if (sd) {
6251                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6252                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6253                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
6254         }
6255         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
6256
6257         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6258         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6259         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6260
6261         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6262         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6263
6264         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6265         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6266 }
6267
6268 /*
6269  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6270  * hold the hotplug lock.
6271  */
6272 static void
6273 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6274 {
6275         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6276         struct sched_domain *tmp;
6277
6278         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6279         for (tmp = sd; tmp; ) {
6280                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6281                 if (!parent)
6282                         break;
6283
6284                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6285                         tmp->parent = parent->parent;
6286                         if (parent->parent)
6287                                 parent->parent->child = tmp;
6288                         /*
6289                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6290                          * degenerate parent; the spans match for this
6291                          * so the property transfers.
6292                          */
6293                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6294                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6295                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6296                 } else
6297                         tmp = tmp->parent;
6298         }
6299
6300         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6301                 tmp = sd;
6302                 sd = sd->parent;
6303                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6304                 if (sd)
6305                         sd->child = NULL;
6306         }
6307
6308         sched_domain_debug(sd, cpu);
6309
6310         rq_attach_root(rq, rd);
6311         tmp = rq->sd;
6312         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6313         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6314
6315         update_top_cache_domain(cpu);
6316 }
6317
6318 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6319 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6320 {
6321         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6322         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6323         return 1;
6324 }
6325
6326 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6327
6328 struct s_data {
6329         struct sched_domain ** __percpu sd;
6330         struct root_domain      *rd;
6331 };
6332
6333 enum s_alloc {
6334         sa_rootdomain,
6335         sa_sd,
6336         sa_sd_storage,
6337         sa_none,
6338 };
6339
6340 /*
6341  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6342  * domain traversal.
6343  *
6344  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6345  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6346  * range.
6347  *
6348  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6349  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6350  * cpu they're built on, so check that.
6351  *
6352  */
6353 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6354 {
6355         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6356         struct sd_data *sdd = sd->private;
6357         struct sched_domain *sibling;
6358         int i;
6359
6360         for_each_cpu(i, span) {
6361                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6362                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6363                         continue;
6364
6365                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6366         }
6367 }
6368
6369 /*
6370  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6371  * of this group that's also in the iteration mask.
6372  */
6373 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6374 {
6375         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6376 }
6377
6378 static int
6379 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6380 {
6381         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6382         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6383         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6384         struct sd_data *sdd = sd->private;
6385         struct sched_domain *sibling;
6386         int i;
6387
6388         cpumask_clear(covered);
6389
6390         for_each_cpu(i, span) {
6391                 struct cpumask *sg_span;
6392
6393                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6394                         continue;
6395
6396                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6397
6398                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6399                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6400                         continue;
6401
6402                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6403                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6404
6405                 if (!sg)
6406                         goto fail;
6407
6408                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6409                 if (sibling->child)
6410                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6411                 else
6412                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6413
6414                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6415
6416                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6417                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6418                         build_group_mask(sd, sg);
6419
6420                 /*
6421                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6422                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6423                  * die on a /0 trap.
6424                  */
6425                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6426
6427                 /*
6428                  * Make sure the first group of this domain contains the
6429                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6430                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6431                  */
6432                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6433                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6434                         groups = sg;
6435
6436                 if (!first)
6437                         first = sg;
6438                 if (last)
6439                         last->next = sg;
6440                 last = sg;
6441                 last->next = first;
6442         }
6443         sd->groups = groups;
6444
6445         return 0;
6446
6447 fail:
6448         free_sched_groups(first, 0);
6449
6450         return -ENOMEM;
6451 }
6452
6453 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6454 {
6455         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6456         struct sched_domain *child = sd->child;
6457
6458         if (child)
6459                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6460
6461         if (sg) {
6462                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6463                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6464                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6465         }
6466
6467         return cpu;
6468 }
6469
6470 /*
6471  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6472  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6473  * and ->cpu_capacity to 0.
6474  *
6475  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6476  */
6477 static int
6478 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6479 {
6480         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6481         struct sd_data *sdd = sd->private;
6482         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6483         struct cpumask *covered;
6484         int i;
6485
6486         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6487         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6488
6489         if (cpu != cpumask_first(span))
6490                 return 0;
6491
6492         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6493         covered = sched_domains_tmpmask;
6494
6495         cpumask_clear(covered);
6496
6497         for_each_cpu(i, span) {
6498                 struct sched_group *sg;
6499                 int group, j;
6500
6501                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6502                         continue;
6503
6504                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6505                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6506
6507                 for_each_cpu(j, span) {
6508                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6509                                 continue;
6510
6511                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6512                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6513                 }
6514
6515                 if (!first)
6516                         first = sg;
6517                 if (last)
6518                         last->next = sg;
6519                 last = sg;
6520         }
6521         last->next = first;
6522
6523         return 0;
6524 }
6525
6526 /*
6527  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6528  *
6529  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6530  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6531  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6532  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6533  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6534  * group having less cpu_capacity.
6535  */
6536 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6537 {
6538         struct sched_group *sg = sd->groups;
6539
6540         WARN_ON(!sg);
6541
6542         do {
6543                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6544                 sg = sg->next;
6545         } while (sg != sd->groups);
6546
6547         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6548                 return;
6549
6550         update_group_capacity(sd, cpu);
6551         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6552 }
6553
6554 /*
6555  * Initializers for schedule domains
6556  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6557  */
6558
6559 static int default_relax_domain_level = -1;
6560 int sched_domain_level_max;
6561
6562 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6563 {
6564         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6565                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6566
6567         return 1;
6568 }
6569 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6570
6571 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6572                                  struct sched_domain_attr *attr)
6573 {
6574         int request;
6575
6576         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6577                 if (default_relax_domain_level < 0)
6578                         return;
6579                 else
6580                         request = default_relax_domain_level;
6581         } else
6582                 request = attr->relax_domain_level;
6583         if (request < sd->level) {
6584                 /* turn off idle balance on this domain */
6585                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6586         } else {
6587                 /* turn on idle balance on this domain */
6588                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6589         }
6590 }
6591
6592 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6593 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6594
6595 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6596                                  const struct cpumask *cpu_map)
6597 {
6598         switch (what) {
6599         case sa_rootdomain:
6600                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6601                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6602         case sa_sd:
6603                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6604         case sa_sd_storage:
6605                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6606         case sa_none:
6607                 break;
6608         }
6609 }
6610
6611 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6612                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6613 {
6614         memset(d, 0, sizeof(*d));
6615
6616         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6617                 return sa_sd_storage;
6618         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6619         if (!d->sd)
6620                 return sa_sd_storage;
6621         d->rd = alloc_rootdomain();
6622         if (!d->rd)
6623                 return sa_sd;
6624         return sa_rootdomain;
6625 }
6626
6627 /*
6628  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6629  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6630  * will not free the data we're using.
6631  */
6632 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6633 {
6634         struct sd_data *sdd = sd->private;
6635
6636         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6637         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6638
6639         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6640                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6641
6642         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6643                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6644 }
6645
6646 #ifdef CONFIG_NUMA
6647 static int sched_domains_numa_levels;
6648 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6649 static int *sched_domains_numa_distance;
6650 int sched_max_numa_distance;
6651 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6652 static int sched_domains_curr_level;
6653 #endif
6654
6655 /*
6656  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6657  *
6658  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6659  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6660  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6661  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6662  *
6663  * Odd one out:
6664  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6665  */
6666 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6667         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6668          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6669          SD_NUMA |                      \
6670          SD_ASYM_PACKING |              \
6671          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6672
6673 static struct sched_domain *
6674 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6675 {
6676         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6677         int sd_weight, sd_flags = 0;
6678
6679 #ifdef CONFIG_NUMA
6680         /*
6681          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6682          */
6683         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6684 #endif
6685
6686         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6687
6688         if (tl->sd_flags)
6689                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6690         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6691                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6692                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6693
6694         *sd = (struct sched_domain){
6695                 .min_interval           = sd_weight,
6696                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6697                 .busy_factor            = 32,
6698                 .imbalance_pct          = 125,
6699
6700                 .cache_nice_tries       = 0,
6701                 .busy_idx               = 0,
6702                 .idle_idx               = 0,
6703                 .newidle_idx            = 0,
6704                 .wake_idx               = 0,
6705                 .forkexec_idx           = 0,
6706
6707                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6708                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6709                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6710                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6711                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6712                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6713                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6714                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6715                                         | 0*SD_SERIALIZE
6716                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6717                                         | 0*SD_NUMA
6718                                         | sd_flags
6719                                         ,
6720
6721                 .last_balance           = jiffies,
6722                 .balance_interval       = sd_weight,
6723                 .smt_gain               = 0,
6724                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6725                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6726 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6727                 .name                   = tl->name,
6728 #endif
6729         };
6730
6731         /*
6732          * Convert topological properties into behaviour.
6733          */
6734
6735         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6736                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6737                 sd->imbalance_pct = 110;
6738                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6739
6740         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6741                 sd->imbalance_pct = 117;
6742                 sd->cache_nice_tries = 1;
6743                 sd->busy_idx = 2;
6744
6745 #ifdef CONFIG_NUMA
6746         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6747                 sd->cache_nice_tries = 2;
6748                 sd->busy_idx = 3;
6749                 sd->idle_idx = 2;
6750
6751                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6752                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6753                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6754                                        SD_BALANCE_FORK |
6755                                        SD_WAKE_AFFINE);
6756                 }
6757
6758 #endif
6759         } else {
6760                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6761                 sd->cache_nice_tries = 1;
6762                 sd->busy_idx = 2;
6763                 sd->idle_idx = 1;
6764         }
6765
6766         sd->private = &tl->data;
6767
6768         return sd;
6769 }
6770
6771 /*
6772  * Topology list, bottom-up.
6773  */
6774 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6775 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6776         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6777 #endif
6778 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6779         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6780 #endif
6781         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6782         { NULL, },
6783 };
6784
6785 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6786         default_topology;
6787
6788 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6789         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6790
6791 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6792 {
6793         sched_domain_topology = tl;
6794 }
6795
6796 #ifdef CONFIG_NUMA
6797
6798 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6799 {
6800         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6801 }
6802
6803 static void sched_numa_warn(const char *str)
6804 {
6805         static int done = false;
6806         int i,j;
6807
6808         if (done)
6809                 return;
6810
6811         done = true;
6812
6813         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6814
6815         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6816                 printk(KERN_WARNING "  ");
6817                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6818                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6819                 printk(KERN_CONT "\n");
6820         }
6821         printk(KERN_WARNING "\n");
6822 }
6823
6824 bool find_numa_distance(int distance)
6825 {
6826         int i;
6827
6828         if (distance == node_distance(0, 0))
6829                 return true;
6830
6831         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6832                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6833                         return true;
6834         }
6835
6836         return false;
6837 }
6838
6839 /*
6840  * A system can have three types of NUMA topology:
6841  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6842  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6843  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6844  *
6845  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6846  * topology lies in whether communication between not directly
6847  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6848  * could run), or through backplane controllers. This affects
6849  * placement of programs.
6850  *
6851  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6852  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6853  *   is directly connected.
6854  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6855  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6856  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6857  */
6858 static void init_numa_topology_type(void)
6859 {
6860         int a, b, c, n;
6861
6862         n = sched_max_numa_distance;
6863
6864         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6865                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6866                 return;
6867         }
6868
6869         for_each_online_node(a) {
6870                 for_each_online_node(b) {
6871                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6872                         if (node_distance(a, b) < n)
6873                                 continue;
6874
6875                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6876                         for_each_online_node(c) {
6877                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6878                                     node_distance(b, c) < n) {
6879                                         sched_numa_topology_type =
6880                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6881                                         return;
6882                                 }
6883                         }
6884
6885                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6886                         return;
6887                 }
6888         }
6889 }
6890
6891 static void sched_init_numa(void)
6892 {
6893         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6894         struct sched_domain_topology_level *tl;
6895         int level = 0;
6896         int i, j, k;
6897
6898         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6899         if (!sched_domains_numa_distance)
6900                 return;
6901
6902         /*
6903          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6904          * unique distances in the node_distance() table.
6905          *
6906          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6907          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6908          */
6909         next_distance = curr_distance;
6910         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6911                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6912                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6913                                 int distance = node_distance(i, k);
6914
6915                                 if (distance > curr_distance &&
6916                                     (distance < next_distance ||
6917                                      next_distance == curr_distance))
6918                                         next_distance = distance;
6919
6920                                 /*
6921                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6922                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6923                                  * equally connected to A.
6924                                  */
6925                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6926                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6927
6928                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6929                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6930                         }
6931                         if (next_distance != curr_distance) {
6932                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6933                                 sched_domains_numa_levels = level;
6934                                 curr_distance = next_distance;
6935                         } else break;
6936                 }
6937
6938                 /*
6939                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6940                  */
6941                 if (!sched_debug())
6942                         break;
6943         }
6944
6945         if (!level)
6946                 return;
6947
6948         /*
6949          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6950          * identity distance node_distance(i,i).
6951          *
6952          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6953          * numbers.
6954          */
6955
6956         /*
6957          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6958          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6959          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6960          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6961          * in other functions.
6962          *
6963          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6964          */
6965         sched_domains_numa_levels = 0;
6966
6967         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6968         if (!sched_domains_numa_masks)
6969                 return;
6970
6971         /*
6972          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6973          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6974          */
6975         for (i = 0; i < level; i++) {
6976                 sched_domains_numa_masks[i] =
6977                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6978                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6979                         return;
6980
6981                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6982                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6983                         if (!mask)
6984                                 return;
6985
6986                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6987
6988                         for_each_node(k) {
6989                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6990                                         continue;
6991
6992                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6993                         }
6994                 }
6995         }
6996
6997         /* Compute default topology size */
6998         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6999
7000         tl = kzalloc((i + level + 1) *
7001                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
7002         if (!tl)
7003                 return;
7004
7005         /*
7006          * Copy the default topology bits..
7007          */
7008         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
7009                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
7010
7011         /*
7012          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
7013          */
7014         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
7015                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
7016                         .mask = sd_numa_mask,
7017                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
7018                         .flags = SDTL_OVERLAP,
7019                         .numa_level = j,
7020                         SD_INIT_NAME(NUMA)
7021                 };
7022         }
7023
7024         sched_domain_topology = tl;
7025
7026         sched_domains_numa_levels = level;
7027         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
7028
7029         init_numa_topology_type();
7030 }
7031
7032 static void sched_domains_numa_masks_set(int cpu)
7033 {
7034         int i, j;
7035         int node = cpu_to_node(cpu);
7036
7037         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
7038                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
7039                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
7040                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
7041                 }
7042         }
7043 }
7044
7045 static void sched_domains_numa_masks_clear(int cpu)
7046 {
7047         int i, j;
7048         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
7049                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
7050                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
7051         }
7052 }
7053
7054 /*
7055  * Update sched_domains_numa_masks[level][node] array when new cpus
7056  * are onlined.
7057  */
7058 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
7059                                            unsigned long action,
7060                                            void *hcpu)
7061 {
7062         int cpu = (long)hcpu;
7063
7064         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
7065         case CPU_ONLINE:
7066                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7067                 break;
7068
7069         case CPU_DEAD:
7070                 sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7071                 break;
7072
7073         default:
7074                 return NOTIFY_DONE;
7075         }
7076
7077         return NOTIFY_OK;
7078 }
7079 #else
7080 static inline void sched_init_numa(void)
7081 {
7082 }
7083
7084 static int sched_domains_numa_masks_update(struct notifier_block *nfb,
7085                                            unsigned long action,
7086                                            void *hcpu)
7087 {
7088         return 0;
7089 }
7090 #endif /* CONFIG_NUMA */
7091
7092 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
7093 {
7094         struct sched_domain_topology_level *tl;
7095         int j;
7096
7097         for_each_sd_topology(tl) {
7098                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7099
7100                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
7101                 if (!sdd->sd)
7102                         return -ENOMEM;
7103
7104                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
7105                 if (!sdd->sg)
7106                         return -ENOMEM;
7107
7108                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
7109                 if (!sdd->sgc)
7110                         return -ENOMEM;
7111
7112                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7113                         struct sched_domain *sd;
7114                         struct sched_group *sg;
7115                         struct sched_group_capacity *sgc;
7116
7117                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
7118                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7119                         if (!sd)
7120                                 return -ENOMEM;
7121
7122                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
7123
7124                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
7125                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7126                         if (!sg)
7127                                 return -ENOMEM;
7128
7129                         sg->next = sg;
7130
7131                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
7132
7133                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
7134                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
7135                         if (!sgc)
7136                                 return -ENOMEM;
7137
7138                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
7139                 }
7140         }
7141
7142         return 0;
7143 }
7144
7145 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
7146 {
7147         struct sched_domain_topology_level *tl;
7148         int j;
7149
7150         for_each_sd_topology(tl) {
7151                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
7152
7153                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
7154                         struct sched_domain *sd;
7155
7156                         if (sdd->sd) {
7157                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
7158                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
7159                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
7160                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
7161                         }
7162
7163                         if (sdd->sg)
7164                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
7165                         if (sdd->sgc)
7166                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
7167                 }
7168                 free_percpu(sdd->sd);
7169                 sdd->sd = NULL;
7170                 free_percpu(sdd->sg);
7171                 sdd->sg = NULL;
7172                 free_percpu(sdd->sgc);
7173                 sdd->sgc = NULL;
7174         }
7175 }
7176
7177 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
7178                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
7179                 struct sched_domain *child, int cpu)
7180 {
7181         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
7182         if (!sd)
7183                 return child;
7184
7185         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
7186         if (child) {
7187                 sd->level = child->level + 1;
7188                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
7189                 child->parent = sd;
7190                 sd->child = child;
7191
7192                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
7193                                     sched_domain_span(sd))) {
7194                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
7195 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7196                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
7197                                         child->name, sd->name);
7198 #endif
7199                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7200                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7201                                    sched_domain_span(sd),
7202                                    sched_domain_span(child));
7203                 }
7204
7205         }
7206         set_domain_attribute(sd, attr);
7207
7208         return sd;
7209 }
7210
7211 /*
7212  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7213  * to the individual cpus
7214  */
7215 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7216                                struct sched_domain_attr *attr)
7217 {
7218         enum s_alloc alloc_state;
7219         struct sched_domain *sd;
7220         struct s_data d;
7221         int i, ret = -ENOMEM;
7222
7223         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7224         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7225                 goto error;
7226
7227         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7228         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7229                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7230
7231                 sd = NULL;
7232                 for_each_sd_topology(tl) {
7233                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7234                         if (tl == sched_domain_topology)
7235                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7236                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7237                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7238                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7239                                 break;
7240                 }
7241         }
7242
7243         /* Build the groups for the domains */
7244         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7245                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7246                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7247                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7248                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7249                                         goto error;
7250                         } else {
7251                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7252                                         goto error;
7253                         }
7254                 }
7255         }
7256
7257         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7258         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7259                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7260                         continue;
7261
7262                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7263                         claim_allocations(i, sd);
7264                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7265                 }
7266         }
7267
7268         /* Attach the domains */
7269         rcu_read_lock();
7270         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7271                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7272                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7273         }
7274         rcu_read_unlock();
7275
7276         ret = 0;
7277 error:
7278         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7279         return ret;
7280 }
7281
7282 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7283 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7284 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7285                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7286
7287 /*
7288  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7289  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7290  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7291  */
7292 static cpumask_var_t fallback_doms;
7293
7294 /*
7295  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7296  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7297  * or 0 if it stayed the same.
7298  */
7299 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7300 {
7301         return 0;
7302 }
7303
7304 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7305 {
7306         int i;
7307         cpumask_var_t *doms;
7308
7309         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7310         if (!doms)
7311                 return NULL;
7312         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7313                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7314                         free_sched_domains(doms, i);
7315                         return NULL;
7316                 }
7317         }
7318         return doms;
7319 }
7320
7321 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7322 {
7323         unsigned int i;
7324         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7325                 free_cpumask_var(doms[i]);
7326         kfree(doms);
7327 }
7328
7329 /*
7330  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7331  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7332  * exclude other special cases in the future.
7333  */
7334 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7335 {
7336         int err;
7337
7338         arch_update_cpu_topology();
7339         ndoms_cur = 1;
7340         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7341         if (!doms_cur)
7342                 doms_cur = &fallback_doms;
7343         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7344         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7345         register_sched_domain_sysctl();
7346
7347         return err;
7348 }
7349
7350 /*
7351  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7352  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7353  */
7354 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7355 {
7356         int i;
7357
7358         rcu_read_lock();
7359         for_each_cpu(i, cpu_map)
7360                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7361         rcu_read_unlock();
7362 }
7363
7364 /* handle null as "default" */
7365 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7366                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7367 {
7368         struct sched_domain_attr tmp;
7369
7370         /* fast path */
7371         if (!new && !cur)
7372                 return 1;
7373
7374         tmp = SD_ATTR_INIT;
7375         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7376                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7377                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7378 }
7379
7380 /*
7381  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7382  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7383  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7384  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7385  *
7386  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7387  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7388  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7389  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7390  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7391  * it as it is.
7392  *
7393  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7394  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7395  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7396  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7397  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7398  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7399  *
7400  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7401  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7402  * and it will not create the default domain.
7403  *
7404  * Call with hotplug lock held
7405  */
7406 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7407                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7408 {
7409         int i, j, n;
7410         int new_topology;
7411
7412         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7413
7414         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7415         unregister_sched_domain_sysctl();
7416
7417         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7418         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7419
7420         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7421
7422         /* Destroy deleted domains */
7423         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7424                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7425                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7426                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7427                                 goto match1;
7428                 }
7429                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7430                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7431 match1:
7432                 ;
7433         }
7434
7435         n = ndoms_cur;
7436         if (doms_new == NULL) {
7437                 n = 0;
7438                 doms_new = &fallback_doms;
7439                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7440                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7441         }
7442
7443         /* Build new domains */
7444         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7445                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7446                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7447                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7448                                 goto match2;
7449                 }
7450                 /* no match - add a new doms_new */
7451                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7452 match2:
7453                 ;
7454         }
7455
7456         /* Remember the new sched domains */
7457         if (doms_cur != &fallback_doms)
7458                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7459         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7460         doms_cur = doms_new;
7461         dattr_cur = dattr_new;
7462         ndoms_cur = ndoms_new;
7463
7464         register_sched_domain_sysctl();
7465
7466         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7467 }
7468
7469 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7470
7471 /*
7472  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7473  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7474  * around partition_sched_domains().
7475  *
7476  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7477  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7478  */
7479 static int cpuset_cpu_active(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7480                              void *hcpu)
7481 {
7482         switch (action) {
7483         case CPU_ONLINE_FROZEN:
7484         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
7485
7486                 /*
7487                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7488                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7489                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7490                  * domain, ignoring cpusets.
7491                  */
7492                 num_cpus_frozen--;
7493                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7494                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7495                         break;
7496                 }
7497
7498                 /*
7499                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7500                  * restore the original sched domains by considering the
7501                  * cpuset configurations.
7502                  */
7503
7504         case CPU_ONLINE:
7505                 cpuset_update_active_cpus(true);
7506                 break;
7507         default:
7508                 return NOTIFY_DONE;
7509         }
7510         return NOTIFY_OK;
7511 }
7512
7513 static int cpuset_cpu_inactive(struct notifier_block *nfb, unsigned long action,
7514                                void *hcpu)
7515 {
7516         unsigned long flags;
7517         long cpu = (long)hcpu;
7518         struct dl_bw *dl_b;
7519         bool overflow;
7520         int cpus;
7521
7522         switch (action) {
7523         case CPU_DOWN_PREPARE:
7524                 rcu_read_lock_sched();
7525                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7526
7527                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7528                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7529                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7530                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7531
7532                 rcu_read_unlock_sched();
7533
7534                 if (overflow)
7535                         return notifier_from_errno(-EBUSY);
7536                 cpuset_update_active_cpus(false);
7537                 break;
7538         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
7539                 num_cpus_frozen++;
7540                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7541                 break;
7542         default:
7543                 return NOTIFY_DONE;
7544         }
7545         return NOTIFY_OK;
7546 }
7547
7548 void __init sched_init_smp(void)
7549 {
7550         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7551
7552         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7553         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7554
7555         sched_init_numa();
7556
7557         /*
7558          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7559          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7560          * happen.
7561          */
7562         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7563         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7564         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7565         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7566                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7567         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7568
7569         hotcpu_notifier(sched_domains_numa_masks_update, CPU_PRI_SCHED_ACTIVE);
7570         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_active, CPU_PRI_CPUSET_ACTIVE);
7571         hotcpu_notifier(cpuset_cpu_inactive, CPU_PRI_CPUSET_INACTIVE);
7572
7573         init_hrtick();
7574
7575         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7576         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7577                 BUG();
7578         sched_init_granularity();
7579         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7580
7581         init_sched_rt_class();
7582         init_sched_dl_class();
7583 }
7584 #else
7585 void __init sched_init_smp(void)
7586 {
7587         sched_init_granularity();
7588 }
7589 #endif /* CONFIG_SMP */
7590
7591 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7592 {
7593         return in_lock_functions(addr) ||
7594                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7595                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7596 }
7597
7598 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7599 /*
7600  * Default task group.
7601  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7602  */
7603 struct task_group root_task_group;
7604 LIST_HEAD(task_groups);
7605 #endif
7606
7607 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7608
7609 void __init sched_init(void)
7610 {
7611         int i, j;
7612         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7613
7614 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7615         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7616 #endif
7617 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7618         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7619 #endif
7620         if (alloc_size) {
7621                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7622
7623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7624                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7625                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7626
7627                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7628                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7629
7630 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7631 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7632                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7633                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7634
7635                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7636                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7637
7638 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7639         }
7640 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7641         for_each_possible_cpu(i) {
7642                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7643                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7644         }
7645 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7646
7647         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7648                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7649         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7650                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7651
7652 #ifdef CONFIG_SMP
7653         init_defrootdomain();
7654 #endif
7655
7656 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7657         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7658                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7659 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7660
7661 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7662         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7663         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7664         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7665         autogroup_init(&init_task);
7666
7667 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7668
7669         for_each_possible_cpu(i) {
7670                 struct rq *rq;
7671
7672                 rq = cpu_rq(i);
7673                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7674                 rq->nr_running = 0;
7675                 rq->calc_load_active = 0;
7676                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7677                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7678                 init_rt_rq(&rq->rt);
7679                 init_dl_rq(&rq->dl);
7680 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7681                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7682                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7683                 /*
7684                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7685                  *
7686                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7687                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7688                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7689                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7690                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7691                  * (se->load.weight).
7692                  *
7693                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7694                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7695                  * then A0's share of the cpu resource is:
7696                  *
7697                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7698                  *
7699                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7700                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7701                  */
7702                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7703                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7704 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7705
7706                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7707 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7708                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7709 #endif
7710
7711                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7712                         rq->cpu_load[j] = 0;
7713
7714                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7715
7716 #ifdef CONFIG_SMP
7717                 rq->sd = NULL;
7718                 rq->rd = NULL;
7719                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7720                 rq->balance_callback = NULL;
7721                 rq->active_balance = 0;
7722                 rq->next_balance = jiffies;
7723                 rq->push_cpu = 0;
7724                 rq->cpu = i;
7725                 rq->online = 0;
7726                 rq->idle_stamp = 0;
7727                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7728                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7729
7730                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7731
7732                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7733 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7734                 rq->nohz_flags = 0;
7735 #endif
7736 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7737                 rq->last_sched_tick = 0;
7738 #endif
7739 #endif
7740                 init_rq_hrtick(rq);
7741                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7742         }
7743
7744         set_load_weight(&init_task);
7745
7746 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7747         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7748 #endif
7749
7750         /*
7751          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7752          */
7753         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7754         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7755
7756         /*
7757          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7758          */
7759         current->sched_class = &fair_sched_class;
7760
7761         /*
7762          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7763          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7764          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7765          * when this runqueue becomes "idle".
7766          */
7767         init_idle(current, smp_processor_id());
7768
7769         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7770
7771 #ifdef CONFIG_SMP
7772         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7773         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7774         if (cpu_isolated_map == NULL)
7775                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7776         idle_thread_set_boot_cpu();
7777         set_cpu_rq_start_time();
7778 #endif
7779         init_sched_fair_class();
7780
7781         scheduler_running = 1;
7782 }
7783
7784 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7785 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7786 {
7787         int nested = preempt_count() + sched_rcu_preempt_depth();
7788
7789         return (nested == preempt_offset);
7790 }
7791
7792 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7793 {
7794         /*
7795          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7796          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7797          * otherwise we will destroy state.
7798          */
7799         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7800                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7801                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7802                         current->state,
7803                         (void *)current->task_state_change,
7804                         (void *)current->task_state_change);
7805
7806         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7807 }
7808 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7809
7810 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7811 {
7812         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7813
7814         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7815         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7816              !is_idle_task(current)) ||
7817             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7818                 return;
7819         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7820                 return;
7821         prev_jiffy = jiffies;
7822
7823         printk(KERN_ERR
7824                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7825                         file, line);
7826         printk(KERN_ERR
7827                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7828                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7829                         current->pid, current->comm);
7830
7831         if (task_stack_end_corrupted(current))
7832                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7833
7834         debug_show_held_locks(current);
7835         if (irqs_disabled())
7836                 print_irqtrace_events(current);
7837 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7838         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7839                 pr_err("Preemption disabled at:");
7840                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7841                 pr_cont("\n");
7842         }
7843 #endif
7844         dump_stack();
7845 }
7846 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7847 #endif
7848
7849 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7850 void normalize_rt_tasks(void)
7851 {
7852         struct task_struct *g, *p;
7853         struct sched_attr attr = {
7854                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7855         };
7856
7857         read_lock(&tasklist_lock);
7858         for_each_process_thread(g, p) {
7859                 /*
7860                  * Only normalize user tasks:
7861                  */
7862                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7863                         continue;
7864
7865                 p->se.exec_start                = 0;
7866 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7867                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7868                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7869                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7870 #endif
7871
7872                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7873                         /*
7874                          * Renice negative nice level userspace
7875                          * tasks back to 0:
7876                          */
7877                         if (task_nice(p) < 0)
7878                                 set_user_nice(p, 0);
7879                         continue;
7880                 }
7881
7882                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7883         }
7884         read_unlock(&tasklist_lock);
7885 }
7886
7887 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7888
7889 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7890 /*
7891  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7892  *
7893  * They can only be called when the whole system has been
7894  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7895  * activity can take place. Using them for anything else would
7896  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7897  * under any other configuration.
7898  */
7899
7900 /**
7901  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7902  * @cpu: the processor in question.
7903  *
7904  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7905  *
7906  * Return: The current task for @cpu.
7907  */
7908 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7909 {
7910         return cpu_curr(cpu);
7911 }
7912
7913 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7914
7915 #ifdef CONFIG_IA64
7916 /**
7917  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7918  * @cpu: the processor in question.
7919  * @p: the task pointer to set.
7920  *
7921  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7922  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7923  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7924  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7925  * and caller must save the original value of the current task (see
7926  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7927  * re-starting the system.
7928  *
7929  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7930  */
7931 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7932 {
7933         cpu_curr(cpu) = p;
7934 }
7935
7936 #endif
7937
7938 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7939 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7940 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7941
7942 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
7943 {
7944         free_fair_sched_group(tg);
7945         free_rt_sched_group(tg);
7946         autogroup_free(tg);
7947         kfree(tg);
7948 }
7949
7950 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7951 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7952 {
7953         struct task_group *tg;
7954
7955         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
7956         if (!tg)
7957                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7958
7959         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7960                 goto err;
7961
7962         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7963                 goto err;
7964
7965         return tg;
7966
7967 err:
7968         free_sched_group(tg);
7969         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7970 }
7971
7972 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7973 {
7974         unsigned long flags;
7975
7976         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7977         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7978
7979         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7980
7981         tg->parent = parent;
7982         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7983         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7984         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7985 }
7986
7987 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7988 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7989 {
7990         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7991         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7992 }
7993
7994 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
7995 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7996 {
7997         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7998         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
7999 }
8000
8001 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
8002 {
8003         unsigned long flags;
8004         int i;
8005
8006         /* end participation in shares distribution */
8007         for_each_possible_cpu(i)
8008                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
8009
8010         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
8011         list_del_rcu(&tg->list);
8012         list_del_rcu(&tg->siblings);
8013         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
8014 }
8015
8016 /* change task's runqueue when it moves between groups.
8017  *      The caller of this function should have put the task in its new group
8018  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
8019  *      reflect its new group.
8020  */
8021 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
8022 {
8023         struct task_group *tg;
8024         int queued, running;
8025         unsigned long flags;
8026         struct rq *rq;
8027
8028         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
8029
8030         running = task_current(rq, tsk);
8031         queued = task_on_rq_queued(tsk);
8032
8033         if (queued)
8034                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE);
8035         if (unlikely(running))
8036                 put_prev_task(rq, tsk);
8037
8038         /*
8039          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
8040          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
8041          * to prevent lockdep warnings.
8042          */
8043         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
8044                           struct task_group, css);
8045         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
8046         tsk->sched_task_group = tg;
8047
8048 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8049         if (tsk->sched_class->task_move_group)
8050                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk);
8051         else
8052 #endif
8053                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
8054
8055         if (unlikely(running))
8056                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
8057         if (queued)
8058                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE);
8059
8060         task_rq_unlock(rq, tsk, &flags);
8061 }
8062 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8063
8064 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8065 /*
8066  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8067  */
8068 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8069
8070 /* Must be called with tasklist_lock held */
8071 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8072 {
8073         struct task_struct *g, *p;
8074
8075         /*
8076          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8077          */
8078         if (task_group_is_autogroup(tg))
8079                 return 0;
8080
8081         for_each_process_thread(g, p) {
8082                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8083                         return 1;
8084         }
8085
8086         return 0;
8087 }
8088
8089 struct rt_schedulable_data {
8090         struct task_group *tg;
8091         u64 rt_period;
8092         u64 rt_runtime;
8093 };
8094
8095 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8096 {
8097         struct rt_schedulable_data *d = data;
8098         struct task_group *child;
8099         unsigned long total, sum = 0;
8100         u64 period, runtime;
8101
8102         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8103         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8104
8105         if (tg == d->tg) {
8106                 period = d->rt_period;
8107                 runtime = d->rt_runtime;
8108         }
8109
8110         /*
8111          * Cannot have more runtime than the period.
8112          */
8113         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8114                 return -EINVAL;
8115
8116         /*
8117          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8118          */
8119         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8120                 return -EBUSY;
8121
8122         total = to_ratio(period, runtime);
8123
8124         /*
8125          * Nobody can have more than the global setting allows.
8126          */
8127         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8128                 return -EINVAL;
8129
8130         /*
8131          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8132          */
8133         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8134                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8135                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8136
8137                 if (child == d->tg) {
8138                         period = d->rt_period;
8139                         runtime = d->rt_runtime;
8140                 }
8141
8142                 sum += to_ratio(period, runtime);
8143         }
8144
8145         if (sum > total)
8146                 return -EINVAL;
8147
8148         return 0;
8149 }
8150
8151 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8152 {
8153         int ret;
8154
8155         struct rt_schedulable_data data = {
8156                 .tg = tg,
8157                 .rt_period = period,
8158                 .rt_runtime = runtime,
8159         };
8160
8161         rcu_read_lock();
8162         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8163         rcu_read_unlock();
8164
8165         return ret;
8166 }
8167
8168 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8169                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8170 {
8171         int i, err = 0;
8172
8173         /*
8174          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8175          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8176          */
8177         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8178                 return -EINVAL;
8179
8180         /* No period doesn't make any sense. */
8181         if (rt_period == 0)
8182                 return -EINVAL;
8183
8184         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8185         read_lock(&tasklist_lock);
8186         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8187         if (err)
8188                 goto unlock;
8189
8190         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8191         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8192         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8193
8194         for_each_possible_cpu(i) {
8195                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8196
8197                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8198                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8199                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8200         }
8201         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8202 unlock:
8203         read_unlock(&tasklist_lock);
8204         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8205
8206         return err;
8207 }
8208
8209 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8210 {
8211         u64 rt_runtime, rt_period;
8212
8213         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8214         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8215         if (rt_runtime_us < 0)
8216                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8217
8218         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8219 }
8220
8221 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8222 {
8223         u64 rt_runtime_us;
8224
8225         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8226                 return -1;
8227
8228         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8229         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8230         return rt_runtime_us;
8231 }
8232
8233 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8234 {
8235         u64 rt_runtime, rt_period;
8236
8237         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8238         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8239
8240         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8241 }
8242
8243 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8244 {
8245         u64 rt_period_us;
8246
8247         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8248         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8249         return rt_period_us;
8250 }
8251 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8252
8253 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8254 static int sched_rt_global_constraints(void)
8255 {
8256         int ret = 0;
8257
8258         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8259         read_lock(&tasklist_lock);
8260         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8261         read_unlock(&tasklist_lock);
8262         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8263
8264         return ret;
8265 }
8266
8267 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8268 {
8269         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8270         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8271                 return 0;
8272
8273         return 1;
8274 }
8275
8276 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8277 static int sched_rt_global_constraints(void)
8278 {
8279         unsigned long flags;
8280         int i, ret = 0;
8281
8282         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8283         for_each_possible_cpu(i) {
8284                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8285
8286                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8287                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8288                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8289         }
8290         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8291
8292         return ret;
8293 }
8294 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8295
8296 static int sched_dl_global_validate(void)
8297 {
8298         u64 runtime = global_rt_runtime();
8299         u64 period = global_rt_period();
8300         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8301         struct dl_bw *dl_b;
8302         int cpu, ret = 0;
8303         unsigned long flags;
8304
8305         /*
8306          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8307          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8308          * any of the root_domains.
8309          *
8310          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8311          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8312          * solutions is welcome!
8313          */
8314         for_each_possible_cpu(cpu) {
8315                 rcu_read_lock_sched();
8316                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8317
8318                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8319                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8320                         ret = -EBUSY;
8321                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8322
8323                 rcu_read_unlock_sched();
8324
8325                 if (ret)
8326                         break;
8327         }
8328
8329         return ret;
8330 }
8331
8332 static void sched_dl_do_global(void)
8333 {
8334         u64 new_bw = -1;
8335         struct dl_bw *dl_b;
8336         int cpu;
8337         unsigned long flags;
8338
8339         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8340         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8341
8342         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8343                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8344
8345         /*
8346          * FIXME: As above...
8347          */
8348         for_each_possible_cpu(cpu) {
8349                 rcu_read_lock_sched();
8350                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8351
8352                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8353                 dl_b->bw = new_bw;
8354                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8355
8356                 rcu_read_unlock_sched();
8357         }
8358 }
8359
8360 static int sched_rt_global_validate(void)
8361 {
8362         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8363                 return -EINVAL;
8364
8365         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8366                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8367                 return -EINVAL;
8368
8369         return 0;
8370 }
8371
8372 static void sched_rt_do_global(void)
8373 {
8374         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8375         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8376 }
8377
8378 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8379                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8380                 loff_t *ppos)
8381 {
8382         int old_period, old_runtime;
8383         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8384         int ret;
8385
8386         mutex_lock(&mutex);
8387         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8388         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8389
8390         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8391
8392         if (!ret && write) {
8393                 ret = sched_rt_global_validate();
8394                 if (ret)
8395                         goto undo;
8396
8397                 ret = sched_dl_global_validate();
8398                 if (ret)
8399                         goto undo;
8400
8401                 ret = sched_rt_global_constraints();
8402                 if (ret)
8403                         goto undo;
8404
8405                 sched_rt_do_global();
8406                 sched_dl_do_global();
8407         }
8408         if (0) {
8409 undo:
8410                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8411                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8412         }
8413         mutex_unlock(&mutex);
8414
8415         return ret;
8416 }
8417
8418 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8419                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8420                 loff_t *ppos)
8421 {
8422         int ret;
8423         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8424
8425         mutex_lock(&mutex);
8426         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8427         /* make sure that internally we keep jiffies */
8428         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8429         if (!ret && write) {
8430                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8431                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8432         }
8433         mutex_unlock(&mutex);
8434         return ret;
8435 }
8436
8437 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8438
8439 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8440 {
8441         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8442 }
8443
8444 static struct cgroup_subsys_state *
8445 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8446 {
8447         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8448         struct task_group *tg;
8449
8450         if (!parent) {
8451                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8452                 return &root_task_group.css;
8453         }
8454
8455         tg = sched_create_group(parent);
8456         if (IS_ERR(tg))
8457                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8458
8459         return &tg->css;
8460 }
8461
8462 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
8463 {
8464         struct task_group *tg = css_tg(css);
8465         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
8466
8467         if (parent)
8468                 sched_online_group(tg, parent);
8469         return 0;
8470 }
8471
8472 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8473 {
8474         struct task_group *tg = css_tg(css);
8475
8476         sched_destroy_group(tg);
8477 }
8478
8479 static void cpu_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
8480 {
8481         struct task_group *tg = css_tg(css);
8482
8483         sched_offline_group(tg);
8484 }
8485
8486 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task, void *private)
8487 {
8488         sched_move_task(task);
8489 }
8490
8491 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8492 {
8493         struct task_struct *task;
8494         struct cgroup_subsys_state *css;
8495
8496         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8497 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8498                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8499                         return -EINVAL;
8500 #else
8501                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8502                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8503                         return -EINVAL;
8504 #endif
8505         }
8506         return 0;
8507 }
8508
8509 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8510 {
8511         struct task_struct *task;
8512         struct cgroup_subsys_state *css;
8513
8514         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8515                 sched_move_task(task);
8516 }
8517
8518 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8519 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8520                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8521 {
8522         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8523 }
8524
8525 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8526                                struct cftype *cft)
8527 {
8528         struct task_group *tg = css_tg(css);
8529
8530         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8531 }
8532
8533 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8534 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8535
8536 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8537 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8538
8539 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8540
8541 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8542 {
8543         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8544         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8545
8546         if (tg == &root_task_group)
8547                 return -EINVAL;
8548
8549         /*
8550          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8551          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8552          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8553          */
8554         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8555                 return -EINVAL;
8556
8557         /*
8558          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8559          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8560          * feasibility.
8561          */
8562         if (period > max_cfs_quota_period)
8563                 return -EINVAL;
8564
8565         /*
8566          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8567          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8568          */
8569         get_online_cpus();
8570         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8571         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8572         if (ret)
8573                 goto out_unlock;
8574
8575         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8576         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8577         /*
8578          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8579          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8580          */
8581         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8582                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8583         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8584         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8585         cfs_b->quota = quota;
8586
8587         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8588         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8589         if (runtime_enabled)
8590                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8591         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8592
8593         for_each_online_cpu(i) {
8594                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8595                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8596
8597                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8598                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8599                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8600
8601                 if (cfs_rq->throttled)
8602                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8603                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8604         }
8605         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8606                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8607 out_unlock:
8608         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8609         put_online_cpus();
8610
8611         return ret;
8612 }
8613
8614 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8615 {
8616         u64 quota, period;
8617
8618         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8619         if (cfs_quota_us < 0)
8620                 quota = RUNTIME_INF;
8621         else
8622                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8623
8624         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8625 }
8626
8627 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8628 {
8629         u64 quota_us;
8630
8631         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8632                 return -1;
8633
8634         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8635         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8636
8637         return quota_us;
8638 }
8639
8640 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8641 {
8642         u64 quota, period;
8643
8644         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8645         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8646
8647         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8648 }
8649
8650 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8651 {
8652         u64 cfs_period_us;
8653
8654         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8655         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8656
8657         return cfs_period_us;
8658 }
8659
8660 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8661                                   struct cftype *cft)
8662 {
8663         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8664 }
8665
8666 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8667                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8668 {
8669         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8670 }
8671
8672 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8673                                    struct cftype *cft)
8674 {
8675         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8676 }
8677
8678 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8679                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8680 {
8681         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8682 }
8683
8684 struct cfs_schedulable_data {
8685         struct task_group *tg;
8686         u64 period, quota;
8687 };
8688
8689 /*
8690  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8691  * note: units are usecs
8692  */
8693 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8694                                struct cfs_schedulable_data *d)
8695 {
8696         u64 quota, period;
8697
8698         if (tg == d->tg) {
8699                 period = d->period;
8700                 quota = d->quota;
8701         } else {
8702                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8703                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8704         }
8705
8706         /* note: these should typically be equivalent */
8707         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8708                 return RUNTIME_INF;
8709
8710         return to_ratio(period, quota);
8711 }
8712
8713 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8714 {
8715         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8716         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8717         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8718
8719         if (!tg->parent) {
8720                 quota = RUNTIME_INF;
8721         } else {
8722                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8723
8724                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8725                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8726
8727                 /*
8728                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8729                  * limit is set
8730                  */
8731                 if (quota == RUNTIME_INF)
8732                         quota = parent_quota;
8733                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8734                         return -EINVAL;
8735         }
8736         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8737
8738         return 0;
8739 }
8740
8741 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8742 {
8743         int ret;
8744         struct cfs_schedulable_data data = {
8745                 .tg = tg,
8746                 .period = period,
8747                 .quota = quota,
8748         };
8749
8750         if (quota != RUNTIME_INF) {
8751                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8752                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8753         }
8754
8755         rcu_read_lock();
8756         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8757         rcu_read_unlock();
8758
8759         return ret;
8760 }
8761
8762 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8763 {
8764         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8765         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8766
8767         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8768         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8769         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8770
8771         return 0;
8772 }
8773 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8774 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8775
8776 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8777 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8778                                 struct cftype *cft, s64 val)
8779 {
8780         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8781 }
8782
8783 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8784                                struct cftype *cft)
8785 {
8786         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8787 }
8788
8789 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8790                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8791 {
8792         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8793 }
8794
8795 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8796                                    struct cftype *cft)
8797 {
8798         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8799 }
8800 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8801
8802 static struct cftype cpu_files[] = {
8803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8804         {
8805                 .name = "shares",
8806                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8807                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8808         },
8809 #endif
8810 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8811         {
8812                 .name = "cfs_quota_us",
8813                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8814                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8815         },
8816         {
8817                 .name = "cfs_period_us",
8818                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8819                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8820         },
8821         {
8822                 .name = "stat",
8823                 .seq_show = cpu_stats_show,
8824         },
8825 #endif
8826 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8827         {
8828                 .name = "rt_runtime_us",
8829                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8830                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8831         },
8832         {
8833                 .name = "rt_period_us",
8834                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8835                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8836         },
8837 #endif
8838         { }     /* terminate */
8839 };
8840
8841 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8842         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8843         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8844         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
8845         .css_offline    = cpu_cgroup_css_offline,
8846         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8847         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8848         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8849         .legacy_cftypes = cpu_files,
8850         .early_init     = 1,
8851 };
8852
8853 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8854
8855 void dump_cpu_task(int cpu)
8856 {
8857         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8858         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8859 }