Merge tag 'v3.10' into p/abusse/tmp_310
[projects/modsched/linux.git] / kernel / sched / cfs / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_internal.h"
87 #include "../smpboot.h"
88
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
91
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
96
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
100
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
103
104                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
105                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
106                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
107                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
108                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
109         }
110 }
111
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
116
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
118 {
119         s64 delta;
120
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
123
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
127 }
128
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
132
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
135
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
139
140 #undef SCHED_FEAT
141
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
145
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
149
150 #undef SCHED_FEAT
151
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
153 {
154         int i;
155
156         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
157                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
158                         seq_puts(m, "NO_");
159                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
160         }
161         seq_puts(m, "\n");
162
163         return 0;
164 }
165
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
167
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
170
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
173
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
177
178 #undef SCHED_FEAT
179
180 static void sched_feat_disable(int i)
181 {
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
184 }
185
186 static void sched_feat_enable(int i)
187 {
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
190 }
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
195
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
197 {
198         int i;
199         int neg = 0;
200
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
205
206         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
207                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
208                         if (neg) {
209                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
210                                 sched_feat_disable(i);
211                         } else {
212                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
213                                 sched_feat_enable(i);
214                         }
215                         break;
216                 }
217         }
218
219         return i;
220 }
221
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
225 {
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
229
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
232
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
235
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
238
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
242
243         *ppos += cnt;
244
245         return cnt;
246 }
247
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
249 {
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
251 }
252
253 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
254         .open           = sched_feat_open,
255         .write          = sched_feat_write,
256         .read           = seq_read,
257         .llseek         = seq_lseek,
258         .release        = single_release,
259 };
260
261 static __init int sched_init_debug(void)
262 {
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
265
266         return 0;
267 }
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
270
271 /*
272  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
273  * Limited because this is done with IRQs disabled.
274  */
275 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
276
277 /*
278  * period over which we average the RT time consumption, measured
279  * in ms.
280  *
281  * default: 1s
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
284
285 /*
286  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
287  * default: 1s
288  */
289 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
290
291 __read_mostly int scheduler_running;
292
293 /*
294  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
295  * default: 0.95s
296  */
297 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
298
299
300
301 /*
302  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
303  */
304 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
305         __acquires(rq->lock)
306 {
307         struct rq *rq;
308
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
310
311         for (;;) {
312                 rq = task_rq(p);
313                 raw_spin_lock(&rq->lock);
314                 if (likely(rq == task_rq(p)))
315                         return rq;
316                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
322  */
323 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
324         __acquires(p->pi_lock)
325         __acquires(rq->lock)
326 {
327         struct rq *rq;
328
329         for (;;) {
330                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
331                 rq = task_rq(p);
332                 raw_spin_lock(&rq->lock);
333                 if (likely(rq == task_rq(p)))
334                         return rq;
335                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
337         }
338 }
339
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
342 {
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
344 }
345
346 static inline void
347 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
348         __releases(rq->lock)
349         __releases(p->pi_lock)
350 {
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
353 }
354
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
360 {
361         struct rq *rq;
362
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
366
367         return rq;
368 }
369
370 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
371 /*
372  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
373  *
374  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
375  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
376  * reschedule event.
377  *
378  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
379  * rq->lock.
380  */
381
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
383 {
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
386 }
387
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
393 {
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
395
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
397
398         raw_spin_lock(&rq->lock);
399         update_rq_clock(rq);
400         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
401         raw_spin_unlock(&rq->lock);
402
403         return HRTIMER_NORESTART;
404 }
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
411 {
412         struct rq *rq = arg;
413
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
418 }
419
420 /*
421  * Called to set the hrtick timer state.
422  *
423  * called with rq->lock held and irqs disabled
424  */
425 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
426 {
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
429
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
431
432         if (rq == this_rq()) {
433                 hrtimer_restart(timer);
434         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
435                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
436                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
437         }
438 }
439
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
442 {
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
444
445         switch (action) {
446         case CPU_UP_CANCELED:
447         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
448         case CPU_DOWN_PREPARE:
449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
450         case CPU_DEAD:
451         case CPU_DEAD_FROZEN:
452                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
453                 return NOTIFY_OK;
454         }
455
456         return NOTIFY_DONE;
457 }
458
459 static __init void init_hrtick(void)
460 {
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
462 }
463 #else
464 /*
465  * Called to set the hrtick timer state.
466  *
467  * called with rq->lock held and irqs disabled
468  */
469 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
470 {
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
473 }
474
475 static inline void init_hrtick(void)
476 {
477 }
478 #endif /* CONFIG_SMP */
479
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
481 {
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
484
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
489
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
492 }
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
495 {
496 }
497
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
499 {
500 }
501
502 static inline void init_hrtick(void)
503 {
504 }
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
506
507 /*
508  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
509  *
510  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
511  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
512  * the target CPU.
513  */
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 void resched_task(struct task_struct *p)
516 {
517         int cpu;
518
519         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
520
521         if (test_tsk_need_resched(p))
522                 return;
523
524         set_tsk_need_resched(p);
525
526         cpu = task_cpu(p);
527         if (cpu == smp_processor_id())
528                 return;
529
530         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
531         smp_mb();
532         if (!tsk_is_polling(p))
533                 smp_send_reschedule(cpu);
534 }
535
536 void resched_cpu(int cpu)
537 {
538         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
539         unsigned long flags;
540
541         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
542                 return;
543         resched_task(cpu_curr(cpu));
544         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
545 }
546
547 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
548 /*
549  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
550  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
551  *
552  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
553  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
554  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
555  */
556 int get_nohz_timer_target(void)
557 {
558         int cpu = smp_processor_id();
559         int i;
560         struct sched_domain *sd;
561
562         rcu_read_lock();
563         for_each_domain(cpu, sd) {
564                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
565                         if (!idle_cpu(i)) {
566                                 cpu = i;
567                                 goto unlock;
568                         }
569                 }
570         }
571 unlock:
572         rcu_read_unlock();
573         return cpu;
574 }
575 /*
576  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
577  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
578  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
579  * idle system the next event might even be infinite time into the
580  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
581  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
582  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
583  * wheel for the next timer event.
584  */
585 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
586 {
587         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
588
589         if (cpu == smp_processor_id())
590                 return;
591
592         /*
593          * This is safe, as this function is called with the timer
594          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
595          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
596          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
597          * timer into account automatically.
598          */
599         if (rq->curr != rq->idle)
600                 return;
601
602         /*
603          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
604          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
605          * idle task through an additional NOOP schedule()
606          */
607         set_tsk_need_resched(rq->idle);
608
609         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
610         smp_mb();
611         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
612                 smp_send_reschedule(cpu);
613 }
614
615 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
616 {
617         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
618                 if (cpu != smp_processor_id() ||
619                     tick_nohz_tick_stopped())
620                         smp_send_reschedule(cpu);
621                 return true;
622         }
623
624         return false;
625 }
626
627 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
628 {
629         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
630                 wake_up_idle_cpu(cpu);
631 }
632
633 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
634 {
635         int cpu = smp_processor_id();
636
637         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
638                 return false;
639
640         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
641                 return true;
642
643         /*
644          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
645          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
646          */
647         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
648         return false;
649 }
650
651 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
652
653 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
654 {
655         return false;
656 }
657
658 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
659
660 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
661 bool sched_can_stop_tick(void)
662 {
663        struct rq *rq;
664
665        rq = this_rq();
666
667        /* Make sure rq->nr_running update is visible after the IPI */
668        smp_rmb();
669
670        /* More than one running task need preemption */
671        if (rq->nr_running > 1)
672                return false;
673
674        return true;
675 }
676 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
677
678 void sched_avg_update(struct rq *rq)
679 {
680         s64 period = sched_avg_period();
681
682         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
683                 /*
684                  * Inline assembly required to prevent the compiler
685                  * optimising this loop into a divmod call.
686                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
687                  */
688                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
689                 rq->age_stamp += period;
690                 rq->rt_avg /= 2;
691         }
692 }
693
694 #else /* !CONFIG_SMP */
695 void resched_task(struct task_struct *p)
696 {
697         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
698         set_tsk_need_resched(p);
699 }
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
703                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
704 /*
705  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
706  * node and @up when leaving it for the final time.
707  *
708  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
709  */
710 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
711                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
712 {
713         struct task_group *parent, *child;
714         int ret;
715
716         parent = from;
717
718 down:
719         ret = (*down)(parent, data);
720         if (ret)
721                 goto out;
722         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
723                 parent = child;
724                 goto down;
725
726 up:
727                 continue;
728         }
729         ret = (*up)(parent, data);
730         if (ret || parent == from)
731                 goto out;
732
733         child = parent;
734         parent = parent->parent;
735         if (parent)
736                 goto up;
737 out:
738         return ret;
739 }
740
741 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif
746
747 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
748 {
749         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
750         struct load_weight *load = &p->se.load;
751
752         /*
753          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
754          */
755         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
756                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
757                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
758                 return;
759         }
760
761         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
762         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
763 }
764
765 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         update_rq_clock(rq);
768         sched_info_queued(p);
769         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         update_rq_clock(rq);
775         sched_info_dequeued(p);
776         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
780 {
781         if (task_contributes_to_load(p))
782                 rq->nr_uninterruptible--;
783
784         enqueue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
788 {
789         if (task_contributes_to_load(p))
790                 rq->nr_uninterruptible++;
791
792         dequeue_task(rq, p, flags);
793 }
794
795 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
796 {
797 /*
798  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
799  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
800  */
801 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
802         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
803 #endif
804 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
805         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
806
807         /*
808          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
809          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
810          * {soft,}irq region.
811          *
812          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
813          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
814          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
815          * monotonic.
816          *
817          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
818          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
819          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
820          * atomic ops.
821          */
822         if (irq_delta > delta)
823                 irq_delta = delta;
824
825         rq->prev_irq_time += irq_delta;
826         delta -= irq_delta;
827 #endif
828 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
829         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
830                 u64 st;
831
832                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
833                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
834
835                 if (unlikely(steal > delta))
836                         steal = delta;
837
838                 st = steal_ticks(steal);
839                 steal = st * TICK_NSEC;
840
841                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
842
843                 delta -= steal;
844         }
845 #endif
846
847         rq->clock_task += delta;
848
849 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
850         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
851                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
852 #endif
853 }
854
855 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
856 {
857         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
858         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
859
860         if (stop) {
861                 /*
862                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
863                  * userspace knows about and won't get confused about.
864                  *
865                  * Also, it will make PI more or less work without too
866                  * much confusion -- but then, stop work should not
867                  * rely on PI working anyway.
868                  */
869                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
870
871                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
872         }
873
874         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
875
876         if (old_stop) {
877                 /*
878                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
879                  * it can die in pieces.
880                  */
881                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
882         }
883 }
884
885 /*
886  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
887  */
888 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
889 {
890         return p->static_prio;
891 }
892
893 /*
894  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
895  * without taking RT-inheritance into account. Might be
896  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
897  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
898  * estimator recalculates.
899  */
900 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
901 {
902         int prio;
903
904         if (task_has_rt_policy(p))
905                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
906         else
907                 prio = __normal_prio(p);
908         return prio;
909 }
910
911 /*
912  * Calculate the current priority, i.e. the priority
913  * taken into account by the scheduler. This value might
914  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
915  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
916  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
917  */
918 static int effective_prio(struct task_struct *p)
919 {
920         p->normal_prio = normal_prio(p);
921         /*
922          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
923          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
924          * to the normal priority:
925          */
926         if (!rt_prio(p->prio))
927                 return p->normal_prio;
928         return p->prio;
929 }
930
931 /**
932  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
933  * @p: the task in question.
934  */
935 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
936 {
937         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
938 }
939
940 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
941                                        const struct sched_class *prev_class,
942                                        int oldprio)
943 {
944         if (prev_class != p->sched_class) {
945                 if (prev_class->switched_from)
946                         prev_class->switched_from(rq, p);
947                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
948         } else if (oldprio != p->prio)
949                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
950 }
951
952 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
953 {
954         const struct sched_class *class;
955
956         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
957                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
958         } else {
959                 for_each_class(class) {
960                         if (class == rq->curr->sched_class)
961                                 break;
962                         if (class == p->sched_class) {
963                                 resched_task(rq->curr);
964                                 break;
965                         }
966                 }
967         }
968
969         /*
970          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
971          * this case, we can save a useless back to back clock update.
972          */
973         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
974                 rq->skip_clock_update = 1;
975 }
976
977 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
978
979 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
980 {
981         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
982 }
983
984 #ifdef CONFIG_SMP
985 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
986 {
987 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
988         /*
989          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
990          * ttwu() will sort out the placement.
991          */
992         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
993                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
994
995 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
996         /*
997          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
998          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
999          *
1000          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1001          * see task_group().
1002          *
1003          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1004          * task_rq_lock().
1005          */
1006         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1007                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1008 #endif
1009 #endif
1010
1011         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1012
1013         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1014                 struct task_migration_notifier tmn;
1015
1016                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1017                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1018                 p->se.nr_migrations++;
1019                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1020
1021                 tmn.task = p;
1022                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
1023                 tmn.to_cpu = new_cpu;
1024
1025                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
1026         }
1027
1028         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1029 }
1030
1031 struct migration_arg {
1032         struct task_struct *task;
1033         int dest_cpu;
1034 };
1035
1036 static int migration_cpu_stop(void *data);
1037
1038 /*
1039  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1040  *
1041  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1042  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1043  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1044  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1045  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1046  * @p has remained unscheduled the whole time.
1047  *
1048  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1049  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1050  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1051  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1052  * waiting to become inactive.
1053  */
1054 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1055 {
1056         unsigned long flags;
1057         int running, on_rq;
1058         unsigned long ncsw;
1059         struct rq *rq;
1060
1061         for (;;) {
1062                 /*
1063                  * We do the initial early heuristics without holding
1064                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1065                  * the runqueue lock when things look like they will
1066                  * work out!
1067                  */
1068                 rq = task_rq(p);
1069
1070                 /*
1071                  * If the task is actively running on another CPU
1072                  * still, just relax and busy-wait without holding
1073                  * any locks.
1074                  *
1075                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1076                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1077                  * But we don't care, since "task_running()" will
1078                  * return false if the runqueue has changed and p
1079                  * is actually now running somewhere else!
1080                  */
1081                 while (task_running(rq, p)) {
1082                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1083                                 return 0;
1084                         cpu_relax();
1085                 }
1086
1087                 /*
1088                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1089                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1090                  * just go back and repeat.
1091                  */
1092                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1093                 trace_sched_wait_task(p);
1094                 running = task_running(rq, p);
1095                 on_rq = p->on_rq;
1096                 ncsw = 0;
1097                 if (!match_state || p->state == match_state)
1098                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1099                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1100
1101                 /*
1102                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1103                  */
1104                 if (unlikely(!ncsw))
1105                         break;
1106
1107                 /*
1108                  * Was it really running after all now that we
1109                  * checked with the proper locks actually held?
1110                  *
1111                  * Oops. Go back and try again..
1112                  */
1113                 if (unlikely(running)) {
1114                         cpu_relax();
1115                         continue;
1116                 }
1117
1118                 /*
1119                  * It's not enough that it's not actively running,
1120                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1121                  * preempted!
1122                  *
1123                  * So if it was still runnable (but just not actively
1124                  * running right now), it's preempted, and we should
1125                  * yield - it could be a while.
1126                  */
1127                 if (unlikely(on_rq)) {
1128                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1129
1130                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1131                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1132                         continue;
1133                 }
1134
1135                 /*
1136                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1137                  * runnable, which means that it will never become
1138                  * running in the future either. We're all done!
1139                  */
1140                 break;
1141         }
1142
1143         return ncsw;
1144 }
1145
1146 /***
1147  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1148  * @p: the to-be-kicked thread
1149  *
1150  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1151  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1152  *
1153  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1154  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1155  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1156  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1157  * achieved as well.
1158  */
1159 void kick_process(struct task_struct *p)
1160 {
1161         int cpu;
1162
1163         preempt_disable();
1164         cpu = task_cpu(p);
1165         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1166                 smp_send_reschedule(cpu);
1167         preempt_enable();
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1170 #endif /* CONFIG_SMP */
1171
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173 /*
1174  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1175  */
1176 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1177 {
1178         int nid = cpu_to_node(cpu);
1179         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1180         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1181         int dest_cpu;
1182
1183         /*
1184          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1185          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1186          * select the cpu on the other node.
1187          */
1188         if (nid != -1) {
1189                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1190
1191                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1192                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1193                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1194                                 continue;
1195                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1196                                 continue;
1197                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1198                                 return dest_cpu;
1199                 }
1200         }
1201
1202         for (;;) {
1203                 /* Any allowed, online CPU? */
1204                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1205                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1206                                 continue;
1207                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1208                                 continue;
1209                         goto out;
1210                 }
1211
1212                 switch (state) {
1213                 case cpuset:
1214                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1215                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1216                         state = possible;
1217                         break;
1218
1219                 case possible:
1220                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1221                         state = fail;
1222                         break;
1223
1224                 case fail:
1225                         BUG();
1226                         break;
1227                 }
1228         }
1229
1230 out:
1231         if (state != cpuset) {
1232                 /*
1233                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1234                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1235                  * leave kernel.
1236                  */
1237                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1238                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1239                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1240                 }
1241         }
1242
1243         return dest_cpu;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1248  */
1249 static inline
1250 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1251 {
1252         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1253
1254         /*
1255          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1256          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1257          * cpu.
1258          *
1259          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1260          *
1261          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1262          *   not worry about this generic constraint ]
1263          */
1264         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1265                      !cpu_online(cpu)))
1266                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1267
1268         return cpu;
1269 }
1270
1271 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1272 {
1273         s64 diff = sample - *avg;
1274         *avg += diff >> 3;
1275 }
1276 #endif
1277
1278 static void
1279 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1280 {
1281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1282         struct rq *rq = this_rq();
1283
1284 #ifdef CONFIG_SMP
1285         int this_cpu = smp_processor_id();
1286
1287         if (cpu == this_cpu) {
1288                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1289                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1290         } else {
1291                 struct sched_domain *sd;
1292
1293                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1294                 rcu_read_lock();
1295                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1296                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1297                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1298                                 break;
1299                         }
1300                 }
1301                 rcu_read_unlock();
1302         }
1303
1304         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1305                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1306
1307 #endif /* CONFIG_SMP */
1308
1309         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1310         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1311
1312         if (wake_flags & WF_SYNC)
1313                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1314
1315 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1316 }
1317
1318 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1319 {
1320         activate_task(rq, p, en_flags);
1321         p->on_rq = 1;
1322
1323         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1324         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1325                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1330  */
1331 static void
1332 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1333 {
1334         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1335         trace_sched_wakeup(p, true);
1336
1337         p->state = TASK_RUNNING;
1338 #ifdef CONFIG_SMP
1339         if (p->sched_class->task_woken)
1340                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1341
1342         if (rq->idle_stamp) {
1343                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1344                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1345
1346                 if (delta > max)
1347                         rq->avg_idle = max;
1348                 else
1349                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1350                 rq->idle_stamp = 0;
1351         }
1352 #endif
1353 }
1354
1355 static void
1356 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1357 {
1358 #ifdef CONFIG_SMP
1359         if (p->sched_contributes_to_load)
1360                 rq->nr_uninterruptible--;
1361 #endif
1362
1363         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1364         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1369  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1370  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1371  * the task is still ->on_rq.
1372  */
1373 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1374 {
1375         struct rq *rq;
1376         int ret = 0;
1377
1378         rq = __task_rq_lock(p);
1379         if (p->on_rq) {
1380                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1381                 ret = 1;
1382         }
1383         __task_rq_unlock(rq);
1384
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 #ifdef CONFIG_SMP
1389 static void sched_ttwu_pending(void)
1390 {
1391         struct rq *rq = this_rq();
1392         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1393         struct task_struct *p;
1394
1395         raw_spin_lock(&rq->lock);
1396
1397         while (llist) {
1398                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1399                 llist = llist_next(llist);
1400                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1401         }
1402
1403         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1404 }
1405
1406 void scheduler_ipi(void)
1407 {
1408         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list)
1409                         && !tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id())
1410                         && !got_nohz_idle_kick())
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1415          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1416          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1417          * we do call them.
1418          *
1419          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1420          * properly.
1421          *
1422          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1423          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1424          * somewhat pessimize the simple resched case.
1425          */
1426         irq_enter();
1427         tick_nohz_full_check();
1428         sched_ttwu_pending();
1429
1430         /*
1431          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1432          */
1433         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1434                 this_rq()->idle_balance = 1;
1435                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1436         }
1437         irq_exit();
1438 }
1439
1440 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1441 {
1442         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1443                 smp_send_reschedule(cpu);
1444 }
1445
1446 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1447 {
1448         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1449 }
1450 #endif /* CONFIG_SMP */
1451
1452 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1453 {
1454         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1455
1456 #if defined(CONFIG_SMP)
1457         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1458                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1459                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1460                 return;
1461         }
1462 #endif
1463
1464         raw_spin_lock(&rq->lock);
1465         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1466         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1467 }
1468
1469 /**
1470  * try_to_wake_up - wake up a thread
1471  * @p: the thread to be awakened
1472  * @state: the mask of task states that can be woken
1473  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1474  *
1475  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1476  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1477  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1478  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1479  * runnable without the overhead of this.
1480  *
1481  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1482  * or @state didn't match @p's state.
1483  */
1484 static int
1485 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1486 {
1487         unsigned long flags;
1488         int cpu, success = 0;
1489
1490         smp_wmb();
1491         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1492         if (!(p->state & state))
1493                 goto out;
1494
1495         success = 1; /* we're going to change ->state */
1496         cpu = task_cpu(p);
1497
1498         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1499                 goto stat;
1500
1501 #ifdef CONFIG_SMP
1502         /*
1503          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1504          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1505          */
1506         while (p->on_cpu)
1507                 cpu_relax();
1508         /*
1509          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1510          */
1511         smp_rmb();
1512
1513         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1514         p->state = TASK_WAKING;
1515
1516         if (p->sched_class->task_waking)
1517                 p->sched_class->task_waking(p);
1518
1519         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1520         if (task_cpu(p) != cpu) {
1521                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1522                 set_task_cpu(p, cpu);
1523         }
1524 #endif /* CONFIG_SMP */
1525
1526         ttwu_queue(p, cpu);
1527 stat:
1528         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1529 out:
1530         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1531
1532 //      if (test_tsk && ((int)test_tsk->pid == test_tsk_pid)) {
1533 //              printk("task(%i): try_to_wake_up -> %i\n", test_tsk_pid, TASK_RUNNING);
1534 //      }
1535
1536         return success;
1537 }
1538
1539 /**
1540  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1541  * @p: the thread to be awakened
1542  *
1543  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1544  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1545  * the current task.
1546  */
1547 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1548 {
1549         struct rq *rq = task_rq(p);
1550
1551         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1552             WARN_ON_ONCE(p == current))
1553                 return;
1554
1555         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1556
1557         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1558                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1559                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1560                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1561         }
1562
1563         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1564                 goto out;
1565
1566         if (!p->on_rq)
1567                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1568
1569         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1570         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1571 out:
1572         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1573 }
1574
1575 /**
1576  * wake_up_process - Wake up a specific process
1577  * @p: The process to be woken up.
1578  *
1579  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1580  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1581  * running.
1582  *
1583  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1584  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1585  */
1586 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1587 {
1588         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1589         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1590 }
1591 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1592
1593 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1594 {
1595         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1596         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1599
1600 /*
1601  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1602  * p is forked by current.
1603  *
1604  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1605  */
1606 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1607 {
1608         p->on_rq                        = 0;
1609
1610         p->se.on_rq                     = 0;
1611         p->se.exec_start                = 0;
1612         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1613         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1614         p->se.nr_migrations             = 0;
1615         p->se.vruntime                  = 0;
1616         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1617
1618 /*
1619  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1620  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1621  * load-balance).
1622  */
1623 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1624         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1625         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1626 #endif
1627 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1628         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1629 #endif
1630
1631         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1632
1633 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1634         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1635 #endif
1636
1637 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1638         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1639                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1640                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1641                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1642         }
1643
1644         p->node_stamp = 0ULL;
1645         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1646         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1647         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1648         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1649 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1650 }
1651
1652 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1653 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1654 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1655 {
1656         if (enabled)
1657                 sched_feat_set("NUMA");
1658         else
1659                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1660 }
1661 #else
1662 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1663
1664 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1665 {
1666         numabalancing_enabled = enabled;
1667 }
1668 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1670
1671 /*
1672  * fork()/clone()-time setup:
1673  */
1674 void sched_fork(struct task_struct *p)
1675 {
1676         unsigned long flags;
1677         int cpu = get_cpu();
1678
1679         __sched_fork(p);
1680         /*
1681          * We mark the process as running here. This guarantees that
1682          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1683          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1684          */
1685         p->state = TASK_RUNNING;
1686
1687         /*
1688          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1689          */
1690         p->prio = current->normal_prio;
1691
1692         /*
1693          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1694          */
1695         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1696                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1697                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1698                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1699                         p->rt_priority = 0;
1700                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1701                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1702
1703                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1704                 set_load_weight(p);
1705
1706                 /*
1707                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1708                  * fulfilled its duty:
1709                  */
1710                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1711         }
1712
1713         if (!rt_prio(p->prio))
1714                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1715
1716         if (p->sched_class->task_fork)
1717                 p->sched_class->task_fork(p);
1718
1719         /*
1720          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1721          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1722          * is ran before sched_fork().
1723          *
1724          * Silence PROVE_RCU.
1725          */
1726         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1727         set_task_cpu(p, cpu);
1728         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1729
1730 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1731         if (likely(sched_info_on()))
1732                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1733 #endif
1734 #if defined(CONFIG_SMP)
1735         p->on_cpu = 0;
1736 #endif
1737 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1738         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1739         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1740 #endif
1741 #ifdef CONFIG_SMP
1742         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1743 #endif
1744
1745         put_cpu();
1746 }
1747
1748 /*
1749  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1750  *
1751  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1752  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1753  * on the runqueue and wakes it.
1754  */
1755 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1756 {
1757         unsigned long flags;
1758         struct rq *rq;
1759
1760         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1761 #ifdef CONFIG_SMP
1762         /*
1763          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1764          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1765          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1766          */
1767         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1768 #endif
1769
1770         rq = __task_rq_lock(p);
1771         activate_task(rq, p, 0);
1772         p->on_rq = 1;
1773         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1774         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1775 #ifdef CONFIG_SMP
1776         if (p->sched_class->task_woken)
1777                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1778 #endif
1779         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1780 }
1781
1782 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1783
1784 /**
1785  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1786  * @notifier: notifier struct to register
1787  */
1788 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1789 {
1790         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1793
1794 /**
1795  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1796  * @notifier: notifier struct to unregister
1797  *
1798  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1799  */
1800 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1801 {
1802         hlist_del(&notifier->link);
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1805
1806 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1807 {
1808         struct preempt_notifier *notifier;
1809
1810         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1811                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1812 }
1813
1814 static void
1815 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1816                                  struct task_struct *next)
1817 {
1818         struct preempt_notifier *notifier;
1819
1820         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
1821                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1822 }
1823
1824 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1825
1826 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1827 {
1828 }
1829
1830 static void
1831 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1832                                  struct task_struct *next)
1833 {
1834 }
1835
1836 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1837
1838 /**
1839  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1840  * @rq: the runqueue preparing to switch
1841  * @prev: the current task that is being switched out
1842  * @next: the task we are going to switch to.
1843  *
1844  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1845  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1846  * switch.
1847  *
1848  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1849  * hooks.
1850  */
1851 static inline void
1852 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1853                     struct task_struct *next)
1854 {
1855         trace_sched_switch(prev, next);
1856         sched_info_switch(prev, next);
1857         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1858         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1859         prepare_lock_switch(rq, next);
1860         prepare_arch_switch(next);
1861 }
1862
1863 /**
1864  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1865  * @rq: runqueue associated with task-switch
1866  * @prev: the thread we just switched away from.
1867  *
1868  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1869  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1870  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1871  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1872  *
1873  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1874  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1875  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1876  * details.)
1877  */
1878 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1879         __releases(rq->lock)
1880 {
1881         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1882         long prev_state;
1883
1884         rq->prev_mm = NULL;
1885
1886         /*
1887          * A task struct has one reference for the use as "current".
1888          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1889          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1890          * the scheduled task must drop that reference.
1891          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1892          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1893          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1894          * be dropped twice.
1895          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1896          */
1897         prev_state = prev->state;
1898         vtime_task_switch(prev);
1899         finish_arch_switch(prev);
1900         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1901         finish_lock_switch(rq, prev);
1902         finish_arch_post_lock_switch();
1903
1904         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1905         if (mm)
1906                 mmdrop(mm);
1907         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1908                 /*
1909                  * Remove function-return probe instances associated with this
1910                  * task and put them back on the free list.
1911                  */
1912                 kprobe_flush_task(prev);
1913                 put_task_struct(prev);
1914         }
1915
1916         tick_nohz_task_switch(current);
1917 }
1918
1919 #ifdef CONFIG_SMP
1920
1921 /* assumes rq->lock is held */
1922 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1923 {
1924         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1925                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1926 }
1927
1928 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1929 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1930 {
1931         if (rq->post_schedule) {
1932                 unsigned long flags;
1933
1934                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1935                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1936                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1937                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1938
1939                 rq->post_schedule = 0;
1940         }
1941 }
1942
1943 #else
1944
1945 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1946 {
1947 }
1948
1949 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1950 {
1951 }
1952
1953 #endif
1954
1955 /**
1956  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1957  * @prev: the thread we just switched away from.
1958  */
1959 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1960         __releases(rq->lock)
1961 {
1962         struct rq *rq = this_rq();
1963
1964         finish_task_switch(rq, prev);
1965
1966         /*
1967          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1968          * task_switch?
1969          */
1970         post_schedule(rq);
1971
1972 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1973         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1974         preempt_enable();
1975 #endif
1976         if (current->set_child_tid)
1977                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1978 }
1979
1980 /*
1981  * context_switch - switch to the new MM and the new
1982  * thread's register state.
1983  */
1984 static inline void
1985 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1986                struct task_struct *next)
1987 {
1988         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1989
1990         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1991
1992         mm = next->mm;
1993         oldmm = prev->active_mm;
1994         /*
1995          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1996          * combine the page table reload and the switch backend into
1997          * one hypercall.
1998          */
1999         arch_start_context_switch(prev);
2000
2001         if (!mm) {
2002                 next->active_mm = oldmm;
2003                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2004                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2005         } else
2006                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2007
2008         if (!prev->mm) {
2009                 prev->active_mm = NULL;
2010                 rq->prev_mm = oldmm;
2011         }
2012         /*
2013          * Since the runqueue lock will be released by the next
2014          * task (which is an invalid locking op but in the case
2015          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2016          * do an early lockdep release here:
2017          */
2018 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2019         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2020 #endif
2021
2022         context_tracking_task_switch(prev, next);
2023         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2024         switch_to(prev, next, prev);
2025
2026         barrier();
2027         /*
2028          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2029          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2030          * frame will be invalid.
2031          */
2032         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2033 }
2034
2035 /*
2036  * nr_running and nr_context_switches:
2037  *
2038  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2039  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2040  */
2041 unsigned long nr_running(void)
2042 {
2043         unsigned long i, sum = 0;
2044
2045         for_each_online_cpu(i)
2046                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2047
2048         return sum;
2049 }
2050
2051 unsigned long long nr_context_switches(void)
2052 {
2053         int i;
2054         unsigned long long sum = 0;
2055
2056         for_each_possible_cpu(i)
2057                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2058
2059         return sum;
2060 }
2061
2062 unsigned long nr_iowait(void)
2063 {
2064         unsigned long i, sum = 0;
2065
2066         for_each_possible_cpu(i)
2067                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2068
2069         return sum;
2070 }
2071
2072 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2073 {
2074         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2075         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2076 }
2077
2078 unsigned long this_cpu_load(void)
2079 {
2080         struct rq *this = this_rq();
2081         return this->cpu_load[0];
2082 }
2083
2084
2085 /*
2086  * Global load-average calculations
2087  *
2088  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2089  * in order to minimize overhead.
2090  *
2091  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2092  * nr_uninterruptible.
2093  *
2094  * Once every LOAD_FREQ:
2095  *
2096  *   nr_active = 0;
2097  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2098  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2099  *
2100  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2101  *
2102  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2103  *
2104  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2105  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2106  *    to calculating nr_active.
2107  *
2108  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2109  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2110  *
2111  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2112  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2113  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2114  *
2115  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2116  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2117  *    cpu to have completed this task.
2118  *
2119  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2120  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2121  *
2122  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2123  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2124  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2125  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2126  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2127  *    all cpus yields the correct result.
2128  *
2129  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2130  */
2131
2132 /* Variables and functions for calc_load */
2133 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2134 static unsigned long calc_load_update;
2135 unsigned long avenrun[3];
2136 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2137
2138 /**
2139  * get_avenrun - get the load average array
2140  * @loads:      pointer to dest load array
2141  * @offset:     offset to add
2142  * @shift:      shift count to shift the result left
2143  *
2144  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2145  */
2146 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2147 {
2148         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2149         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2150         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2151 }
2152
2153 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2154 {
2155         long nr_active, delta = 0;
2156
2157         nr_active = this_rq->nr_running;
2158         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2159
2160         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2161                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2162                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2163         }
2164
2165         return delta;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2170  */
2171 static unsigned long
2172 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2173 {
2174         load *= exp;
2175         load += active * (FIXED_1 - exp);
2176         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2177         return load >> FSHIFT;
2178 }
2179
2180 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2181 /*
2182  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2183  *
2184  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2185  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2186  * NO_HZ.
2187  *
2188  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2189  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2190  * when we read the global state.
2191  *
2192  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2193  *
2194  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2195  *    contribution, causing under-accounting.
2196  *
2197  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2198  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2199  *
2200  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2201  *
2202  *        0s            5s            10s           15s
2203  *          +10           +10           +10           +10
2204  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2205  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2206  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2207  *
2208  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2209  *    accumlating the new one.
2210  *
2211  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2212  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2213  *    busy state.
2214  *
2215  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2216  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2217  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2218  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2219  *    LOAD_FREQ intervals.
2220  *
2221  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2222  */
2223 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2224 static int calc_load_idx;
2225
2226 static inline int calc_load_write_idx(void)
2227 {
2228         int idx = calc_load_idx;
2229
2230         /*
2231          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2232          * need to observe the new update time.
2233          */
2234         smp_rmb();
2235
2236         /*
2237          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2238          * next idle-delta.
2239          */
2240         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2241                 idx++;
2242
2243         return idx & 1;
2244 }
2245
2246 static inline int calc_load_read_idx(void)
2247 {
2248         return calc_load_idx & 1;
2249 }
2250
2251 void calc_load_enter_idle(void)
2252 {
2253         struct rq *this_rq = this_rq();
2254         long delta;
2255
2256         /*
2257          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2258          * into the pending idle delta.
2259          */
2260         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2261         if (delta) {
2262                 int idx = calc_load_write_idx();
2263                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2264         }
2265 }
2266
2267 void calc_load_exit_idle(void)
2268 {
2269         struct rq *this_rq = this_rq();
2270
2271         /*
2272          * If we're still before the sample window, we're done.
2273          */
2274         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2275                 return;
2276
2277         /*
2278          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2279          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2280          * sync up for the next window.
2281          */
2282         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2283         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2284                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2285 }
2286
2287 static long calc_load_fold_idle(void)
2288 {
2289         int idx = calc_load_read_idx();
2290         long delta = 0;
2291
2292         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2293                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2294
2295         return delta;
2296 }
2297
2298 /**
2299  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2300  *
2301  * @x:         base of the power
2302  * @frac_bits: fractional bits of @x
2303  * @n:         power to raise @x to.
2304  *
2305  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2306  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2307  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2308  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2309  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2310  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2311  * vector.
2312  */
2313 static unsigned long
2314 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2315 {
2316         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2317
2318         if (n) for (;;) {
2319                 if (n & 1) {
2320                         result *= x;
2321                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2322                         result >>= frac_bits;
2323                 }
2324                 n >>= 1;
2325                 if (!n)
2326                         break;
2327                 x *= x;
2328                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2329                 x >>= frac_bits;
2330         }
2331
2332         return result;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2337  *
2338  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2339  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2340  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2341  *
2342  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2343  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2344  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2345  *
2346  *  ...
2347  *
2348  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2349  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2350  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2351  *
2352  * [1] application of the geometric series:
2353  *
2354  *              n         1 - x^(n+1)
2355  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2356  *             i=0          1 - x
2357  */
2358 static unsigned long
2359 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2360             unsigned long active, unsigned int n)
2361 {
2362
2363         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2368  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2369  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2370  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2371  *
2372  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2373  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2374  */
2375 static void calc_global_nohz(void)
2376 {
2377         long delta, active, n;
2378
2379         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2380                 /*
2381                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2382                  */
2383                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2384                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2385
2386                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2387                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2388
2389                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2390                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2391                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2392
2393                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2394         }
2395
2396         /*
2397          * Flip the idle index...
2398          *
2399          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2400          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2401          * index, this avoids a double flip messing things up.
2402          */
2403         smp_wmb();
2404         calc_load_idx++;
2405 }
2406 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2407
2408 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2409 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2410
2411 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2412
2413 /*
2414  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2415  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2416  */
2417 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2418 {
2419         long active, delta;
2420
2421         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2422                 return;
2423
2424         /*
2425          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2426          */
2427         delta = calc_load_fold_idle();
2428         if (delta)
2429                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2430
2431         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2432         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2433
2434         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2435         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2436         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2437
2438         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2439
2440         /*
2441          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2442          */
2443         calc_global_nohz();
2444 }
2445
2446 /*
2447  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2448  * active count.
2449  */
2450 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2451 {
2452         long delta;
2453
2454         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2455                 return;
2456
2457         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2458         if (delta)
2459                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2460
2461         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2462 }
2463
2464 /*
2465  * End of global load-average stuff
2466  */
2467
2468 /*
2469  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2470  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2471  *
2472  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2473  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2474  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2475  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2476  *
2477  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2478  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2479  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2480  *
2481  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2482  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2483  * particular idx is approximated to be zero.
2484  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2485  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2486  * based on 128 point scale.
2487  * Example:
2488  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2489  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2490  *
2491  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2492  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2493  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2494  */
2495 #define DEGRADE_SHIFT           7
2496 static const unsigned char
2497                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2498 static const unsigned char
2499                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2500                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2501                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2502                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2503                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2504                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2505
2506 /*
2507  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2508  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2509  * adding any new load.
2510  */
2511 static unsigned long
2512 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2513 {
2514         int j = 0;
2515
2516         if (!missed_updates)
2517                 return load;
2518
2519         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2520                 return 0;
2521
2522         if (idx == 1)
2523                 return load >> missed_updates;
2524
2525         while (missed_updates) {
2526                 if (missed_updates % 2)
2527                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2528
2529                 missed_updates >>= 1;
2530                 j++;
2531         }
2532         return load;
2533 }
2534
2535 /*
2536  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2537  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2538  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2539  */
2540 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2541                               unsigned long pending_updates)
2542 {
2543         int i, scale;
2544
2545         this_rq->nr_load_updates++;
2546
2547         /* Update our load: */
2548         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2549         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2550                 unsigned long old_load, new_load;
2551
2552                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2553
2554                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2555                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2556                 new_load = this_load;
2557                 /*
2558                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2559                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2560                  * example.
2561                  */
2562                 if (new_load > old_load)
2563                         new_load += scale - 1;
2564
2565                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2566         }
2567
2568         sched_avg_update(this_rq);
2569 }
2570
2571 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2572 /*
2573  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2574  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2575  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2576  *
2577  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2578  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2579  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2580  * (tick_nohz_idle_exit).
2581  *
2582  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2583  */
2584
2585 /*
2586  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2587  * idle balance.
2588  */
2589 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2590 {
2591         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2592         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2593         unsigned long pending_updates;
2594
2595         /*
2596          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2597          */
2598         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2599                 return;
2600
2601         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2602         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2603
2604         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2605 }
2606
2607 /*
2608  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2609  */
2610 void update_cpu_load_nohz(void)
2611 {
2612         struct rq *this_rq = this_rq();
2613         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2614         unsigned long pending_updates;
2615
2616         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2617                 return;
2618
2619         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2620         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2621         if (pending_updates) {
2622                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2623                 /*
2624                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2625                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2626                  */
2627                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2628         }
2629         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2630 }
2631 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
2632
2633 /*
2634  * Called from scheduler_tick()
2635  */
2636 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2637 {
2638         /*
2639          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2640          */
2641         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2642         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2643
2644         calc_load_account_active(this_rq);
2645 }
2646
2647 #ifdef CONFIG_SMP
2648
2649 /*
2650  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2651  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2652  */
2653 void sched_exec(void)
2654 {
2655         struct task_struct *p = current;
2656         unsigned long flags;
2657         int dest_cpu;
2658
2659         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2660         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2661         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2662                 goto unlock;
2663
2664         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2665                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2666
2667                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2668                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2669                 return;
2670         }
2671 unlock:
2672         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2673 }
2674
2675 #endif
2676
2677 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2678 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2679
2680 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2681 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2682
2683 /*
2684  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2685  * @p in case that task is currently running.
2686  *
2687  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2688  */
2689 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2690 {
2691         u64 ns = 0;
2692
2693         if (task_current(rq, p)) {
2694                 update_rq_clock(rq);
2695                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2696                 if ((s64)ns < 0)
2697                         ns = 0;
2698         }
2699
2700         return ns;
2701 }
2702
2703 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2704 {
2705         unsigned long flags;
2706         struct rq *rq;
2707         u64 ns = 0;
2708
2709         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2710         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2711         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2712
2713         return ns;
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Return accounted runtime for the task.
2718  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2719  * pending runtime that have not been accounted yet.
2720  */
2721 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2722 {
2723         unsigned long flags;
2724         struct rq *rq;
2725         u64 ns = 0;
2726
2727         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2728         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2729         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2730
2731         return ns;
2732 }
2733
2734 /*
2735  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2736  * We call it with interrupts disabled.
2737  */
2738 void scheduler_tick(void)
2739 {
2740         int cpu = smp_processor_id();
2741         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2742         struct task_struct *curr = rq->curr;
2743
2744         sched_clock_tick();
2745
2746         raw_spin_lock(&rq->lock);
2747         update_rq_clock(rq);
2748         update_cpu_load_active(rq);
2749         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2750         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2751
2752         perf_event_task_tick();
2753
2754 #ifdef CONFIG_SMP
2755         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2756         trigger_load_balance(rq, cpu);
2757 #endif
2758         rq_last_tick_reset(rq);
2759 }
2760
2761 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2762 /**
2763  * scheduler_tick_max_deferment
2764  *
2765  * Keep at least one tick per second when a single
2766  * active task is running because the scheduler doesn't
2767  * yet completely support full dynticks environment.
2768  *
2769  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2770  * balancing, etc... continue to move forward, even
2771  * with a very low granularity.
2772  */
2773 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2774 {
2775         struct rq *rq = this_rq();
2776         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2777
2778         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2779
2780         if (time_before_eq(next, now))
2781                 return 0;
2782
2783         return jiffies_to_usecs(next - now) * NSEC_PER_USEC;
2784 }
2785 #endif
2786
2787 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2788 {
2789         if (in_lock_functions(addr)) {
2790                 addr = CALLER_ADDR2;
2791                 if (in_lock_functions(addr))
2792                         addr = CALLER_ADDR3;
2793         }
2794         return addr;
2795 }
2796
2797 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2798                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2799
2800 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2801 {
2802 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2803         /*
2804          * Underflow?
2805          */
2806         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2807                 return;
2808 #endif
2809         preempt_count() += val;
2810 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2811         /*
2812          * Spinlock count overflowing soon?
2813          */
2814         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2815                                 PREEMPT_MASK - 10);
2816 #endif
2817         if (preempt_count() == val)
2818                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2819 }
2820 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2821
2822 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2823 {
2824 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2825         /*
2826          * Underflow?
2827          */
2828         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2829                 return;
2830         /*
2831          * Is the spinlock portion underflowing?
2832          */
2833         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2834                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2835                 return;
2836 #endif
2837
2838         if (preempt_count() == val)
2839                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2840         preempt_count() -= val;
2841 }
2842 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2843
2844 #endif
2845
2846 /*
2847  * Print scheduling while atomic bug:
2848  */
2849 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2850 {
2851         if (oops_in_progress)
2852                 return;
2853
2854         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2855                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2856
2857         debug_show_held_locks(prev);
2858         print_modules();
2859         if (irqs_disabled())
2860                 print_irqtrace_events(prev);
2861         dump_stack();
2862         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2867  */
2868 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2869 {
2870         /*
2871          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2872          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2873          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2874          */
2875         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2876                 __schedule_bug(prev);
2877         rcu_sleep_check();
2878
2879         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2880
2881         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2882 }
2883
2884 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2885 {
2886         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2887                 update_rq_clock(rq);
2888         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Pick up the highest-prio task:
2893  */
2894 static inline struct task_struct *
2895 pick_next_task(struct rq *rq)
2896 {
2897         const struct sched_class *class;
2898         struct task_struct *p;
2899
2900         /*
2901          * Optimization: we know that if all tasks are in
2902          * the fair class we can call that function directly:
2903          */
2904         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2905                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2906                 if (likely(p))
2907                         return p;
2908         }
2909
2910         for_each_class(class) {
2911                 p = class->pick_next_task(rq);
2912                 if (p)
2913                         return p;
2914         }
2915
2916         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2917 }
2918
2919 /*
2920  * __schedule() is the main scheduler function.
2921  *
2922  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2923  *
2924  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2925  *
2926  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2927  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2928  *
2929  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2930  *      interrupt handler scheduler_tick().
2931  *
2932  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2933  *      task to the run-queue and that's it.
2934  *
2935  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2936  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2937  *      called on the nearest possible occasion:
2938  *
2939  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2940  *
2941  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2942  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2943  *           spin_unlock()!)
2944  *
2945  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2946  *           preemptible context
2947  *
2948  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2949  *         then at the next:
2950  *
2951  *          - cond_resched() call
2952  *          - explicit schedule() call
2953  *          - return from syscall or exception to user-space
2954  *          - return from interrupt-handler to user-space
2955  */
2956 //void print_rb_nodes(struct rq *rq) {
2957 //      struct task_struct *p;
2958 //
2959 //      if (!rq->cfs.rb_leftmost)
2960 //              return;
2961 //
2962 //      p = pick_next_task(rq);
2963 //      if (rq->cfs.rb_leftmost)
2964 //              print_rb_nodes(rq);
2965 //      put_prev_task(rq, p);
2966 //
2967 //      printk("%i ", p->pid);
2968 //}
2969 static void __sched __schedule(void)
2970 {
2971         struct task_struct *prev, *next;
2972         unsigned long *switch_count;
2973         struct rq *rq;
2974         int i, cpu;
2975
2976 need_resched:
2977         preempt_disable();
2978         cpu = smp_processor_id();
2979         rq = cpu_rq(cpu);
2980         rcu_note_context_switch(cpu);
2981         prev = rq->curr;
2982
2983         schedule_debug(prev);
2984
2985         if (sched_feat(HRTICK))
2986                 hrtick_clear(rq);
2987
2988         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2989
2990         switch_count = &prev->nivcsw;
2991         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2992                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2993                         prev->state = TASK_RUNNING;
2994                 } else {
2995                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2996                         prev->on_rq = 0;
2997
2998                         /*
2999                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3000                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3001                          * concurrency.
3002                          */
3003                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3004                                 struct task_struct *to_wakeup;
3005
3006                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3007                                 if (to_wakeup)
3008                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3009                         }
3010                 }
3011                 switch_count = &prev->nvcsw;
3012         }
3013
3014         pre_schedule(rq, prev);
3015
3016         if (unlikely(!rq->nr_running))
3017                 idle_balance(cpu, rq);
3018
3019         put_prev_task(rq, prev);
3020         next = pick_next_task(rq);
3021         clear_tsk_need_resched(prev);
3022         rq->skip_clock_update = 0;
3023
3024         if (likely(prev != next)) {
3025                 rq->nr_switches++;
3026                 rq->curr = next;
3027                 ++*switch_count;
3028
3029                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3030                 /*
3031                  * The context switch have flipped the stack from under us
3032                  * and restored the local variables which were saved when
3033                  * this task called schedule() in the past. prev == current
3034                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
3035                  */
3036                 cpu = smp_processor_id();
3037                 rq = cpu_rq(cpu);
3038         } else
3039                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3040
3041         post_schedule(rq);
3042
3043         sched_preempt_enable_no_resched();
3044         if (need_resched())
3045                 goto need_resched;
3046 }
3047
3048 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3049 {
3050         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3051                 return;
3052         /*
3053          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3054          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3055          */
3056         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3057                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3058 }
3059
3060 asmlinkage void __sched schedule(void)
3061 {
3062         struct task_struct *tsk = current;
3063
3064         sched_submit_work(tsk);
3065         __schedule();
3066 }
3067 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3068
3069 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3070 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
3071 {
3072         /*
3073          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3074          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3075          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3076          * we find a better solution.
3077          */
3078         user_exit();
3079         schedule();
3080         user_enter();
3081 }
3082 #endif
3083
3084 /**
3085  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3086  *
3087  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3088  */
3089 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3090 {
3091         sched_preempt_enable_no_resched();
3092         schedule();
3093         preempt_disable();
3094 }
3095
3096 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3097 /*
3098  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3099  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3100  * occur there and call schedule directly.
3101  */
3102 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3103 {
3104         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3105
3106         /*
3107          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3108          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3109          */
3110         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3111                 return;
3112
3113         do {
3114                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3115                 __schedule();
3116                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3117
3118                 /*
3119                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3120                  * between schedule and now.
3121                  */
3122                 barrier();
3123         } while (need_resched());
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3126
3127 /*
3128  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3129  * off of irq context.
3130  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3131  * protect us against recursive calling from irq.
3132  */
3133 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3134 {
3135         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3136         enum ctx_state prev_state;
3137
3138         /* Catch callers which need to be fixed */
3139         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3140
3141         prev_state = exception_enter();
3142
3143         do {
3144                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3145                 local_irq_enable();
3146                 __schedule();
3147                 local_irq_disable();
3148                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3149
3150                 /*
3151                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3152                  * between schedule and now.
3153                  */
3154                 barrier();
3155         } while (need_resched());
3156
3157         exception_exit(prev_state);
3158 }
3159
3160 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3161
3162 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3163                           void *key)
3164 {
3165         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3168
3169 /*
3170  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3171  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3172  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3173  *
3174  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3175  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3176  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3177  */
3178 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3179                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3180 {
3181         wait_queue_t *curr, *next;
3182
3183         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3184                 unsigned flags = curr->flags;
3185
3186                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3187                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3188                         break;
3189         }
3190 }
3191
3192 /**
3193  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3194  * @q: the waitqueue
3195  * @mode: which threads
3196  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3197  * @key: is directly passed to the wakeup function
3198  *
3199  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3200  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3201  */
3202 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3203                         int nr_exclusive, void *key)
3204 {
3205         unsigned long flags;
3206
3207         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3208         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3209         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3212
3213 /*
3214  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3215  */
3216 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3217 {
3218         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3219 }
3220 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3221
3222 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3223 {
3224         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3225 }
3226 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3227
3228 /**
3229  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3230  * @q: the waitqueue
3231  * @mode: which threads
3232  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3233  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3234  *
3235  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3236  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3237  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3238  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3239  *
3240  * On UP it can prevent extra preemption.
3241  *
3242  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3243  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3244  */
3245 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3246                         int nr_exclusive, void *key)
3247 {
3248         unsigned long flags;
3249         int wake_flags = WF_SYNC;
3250
3251         if (unlikely(!q))
3252                 return;
3253
3254         if (unlikely(!nr_exclusive))
3255                 wake_flags = 0;
3256
3257         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3258         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3259         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3260 }
3261 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3262
3263 /*
3264  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3265  */
3266 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3267 {
3268         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3269 }
3270 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3271
3272 /**
3273  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3274  * @x:  holds the state of this particular completion
3275  *
3276  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3277  * awakened in the same order in which they were queued.
3278  *
3279  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3280  *
3281  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3282  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3283  */
3284 void complete(struct completion *x)
3285 {
3286         unsigned long flags;
3287
3288         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3289         x->done++;
3290         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3291         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3292 }
3293 EXPORT_SYMBOL(complete);
3294
3295 /**
3296  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3297  * @x:  holds the state of this particular completion
3298  *
3299  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3300  *
3301  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3302  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3303  */
3304 void complete_all(struct completion *x)
3305 {
3306         unsigned long flags;
3307
3308         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3309         x->done += UINT_MAX/2;
3310         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3311         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3312 }
3313 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3314
3315 static inline long __sched
3316 do_wait_for_common(struct completion *x,
3317                    long (*action)(long), long timeout, int state)
3318 {
3319         if (!x->done) {
3320                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3321
3322                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3323                 do {
3324                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3325                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3326                                 break;
3327                         }
3328                         __set_current_state(state);
3329                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3330                         timeout = action(timeout);
3331                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3332                 } while (!x->done && timeout);
3333                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3334                 if (!x->done)
3335                         return timeout;
3336         }
3337         x->done--;
3338         return timeout ?: 1;
3339 }
3340
3341 static inline long __sched
3342 __wait_for_common(struct completion *x,
3343                   long (*action)(long), long timeout, int state)
3344 {
3345         might_sleep();
3346
3347         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3348         timeout = do_wait_for_common(x, action, timeout, state);
3349         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3350         return timeout;
3351 }
3352
3353 static long __sched
3354 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3355 {
3356         return __wait_for_common(x, schedule_timeout, timeout, state);
3357 }
3358
3359 static long __sched
3360 wait_for_common_io(struct completion *x, long timeout, int state)
3361 {
3362         return __wait_for_common(x, io_schedule_timeout, timeout, state);
3363 }
3364
3365 /**
3366  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3367  * @x:  holds the state of this particular completion
3368  *
3369  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3370  * interruptible and there is no timeout.
3371  *
3372  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3373  * and interrupt capability. Also see complete().
3374  */
3375 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3376 {
3377         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3378 }
3379 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3380
3381 /**
3382  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3383  * @x:  holds the state of this particular completion
3384  * @timeout:  timeout value in jiffies
3385  *
3386  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3387  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3388  * interruptible.
3389  *
3390  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3391  * jiffies left till timeout) if completed.
3392  */
3393 unsigned long __sched
3394 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3395 {
3396         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3397 }
3398 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3399
3400 /**
3401  * wait_for_completion_io: - waits for completion of a task
3402  * @x:  holds the state of this particular completion
3403  *
3404  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3405  * interruptible and there is no timeout. The caller is accounted as waiting
3406  * for IO.
3407  */
3408 void __sched wait_for_completion_io(struct completion *x)
3409 {
3410         wait_for_common_io(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3411 }
3412 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io);
3413
3414 /**
3415  * wait_for_completion_io_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3416  * @x:  holds the state of this particular completion
3417  * @timeout:  timeout value in jiffies
3418  *
3419  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3420  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3421  * interruptible. The caller is accounted as waiting for IO.
3422  *
3423  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3424  * jiffies left till timeout) if completed.
3425  */
3426 unsigned long __sched
3427 wait_for_completion_io_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3428 {
3429         return wait_for_common_io(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_io_timeout);
3432
3433 /**
3434  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3435  * @x:  holds the state of this particular completion
3436  *
3437  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3438  * interruptible.
3439  *
3440  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3441  */
3442 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3443 {
3444         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3445         if (t == -ERESTARTSYS)
3446                 return t;
3447         return 0;
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3450
3451 /**
3452  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3453  * @x:  holds the state of this particular completion
3454  * @timeout:  timeout value in jiffies
3455  *
3456  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3457  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3458  *
3459  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3460  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3461  */
3462 long __sched
3463 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3464                                           unsigned long timeout)
3465 {
3466         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3467 }
3468 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3469
3470 /**
3471  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3472  * @x:  holds the state of this particular completion
3473  *
3474  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3475  * interrupted by a kill signal.
3476  *
3477  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3478  */
3479 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3480 {
3481         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3482         if (t == -ERESTARTSYS)
3483                 return t;
3484         return 0;
3485 }
3486 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3487
3488 /**
3489  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3490  * @x:  holds the state of this particular completion
3491  * @timeout:  timeout value in jiffies
3492  *
3493  * This waits for either a completion of a specific task to be
3494  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3495  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3496  *
3497  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3498  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3499  */
3500 long __sched
3501 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3502                                      unsigned long timeout)
3503 {
3504         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3505 }
3506 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3507
3508 /**
3509  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3510  *      @x:     completion structure
3511  *
3512  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3513  *               1 if a decrement succeeded.
3514  *
3515  *      If a completion is being used as a counting completion,
3516  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3517  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3518  *      is protecting is not available.
3519  */
3520 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3521 {
3522         unsigned long flags;
3523         int ret = 1;
3524
3525         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3526         if (!x->done)
3527                 ret = 0;
3528         else
3529                 x->done--;
3530         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3531         return ret;
3532 }
3533 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3534
3535 /**
3536  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3537  *      @x:     completion structure
3538  *
3539  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3540  *               1 if there are no waiters.
3541  *
3542  */
3543 bool completion_done(struct completion *x)
3544 {
3545         unsigned long flags;
3546         int ret = 1;
3547
3548         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3549         if (!x->done)
3550                 ret = 0;
3551         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3552         return ret;
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3555
3556 static long __sched
3557 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3558 {
3559         unsigned long flags;
3560         wait_queue_t wait;
3561
3562         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3563
3564         __set_current_state(state);
3565
3566         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3567         __add_wait_queue(q, &wait);
3568         spin_unlock(&q->lock);
3569         timeout = schedule_timeout(timeout);
3570         spin_lock_irq(&q->lock);
3571         __remove_wait_queue(q, &wait);
3572         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3573
3574         return timeout;
3575 }
3576
3577 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3578 {
3579         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3580 }
3581 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3582
3583 long __sched
3584 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3585 {
3586         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3589
3590 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3591 {
3592         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3595
3596 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3597 {
3598         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3599 }
3600 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3601
3602 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3603
3604 /*
3605  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3606  * @p: task
3607  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3608  *
3609  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3610  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3611  *
3612  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3613  */
3614 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3615 {
3616         int oldprio, on_rq, running;
3617         struct rq *rq;
3618         const struct sched_class *prev_class;
3619
3620         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3621
3622         rq = __task_rq_lock(p);
3623
3624         /*
3625          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3626          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3627          *
3628          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3629          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3630          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3631          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3632          * with interrupts disabled and will complete the lock
3633          * protected section without being interrupted. So there is no
3634          * real need to boost.
3635          */
3636         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3637                 WARN_ON(p != rq->curr);
3638                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3639                 goto out_unlock;
3640         }
3641
3642         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3643         oldprio = p->prio;
3644         prev_class = p->sched_class;
3645         on_rq = p->on_rq;
3646         running = task_current(rq, p);
3647         if (on_rq)
3648                 dequeue_task(rq, p, 0);
3649         if (running)
3650                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3651
3652         if (rt_prio(prio))
3653                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3654         else
3655                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3656
3657         p->prio = prio;
3658
3659         if (running)
3660                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3661         if (on_rq)
3662                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3663
3664         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3665 out_unlock:
3666         __task_rq_unlock(rq);
3667 }
3668 #endif
3669 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3670 {
3671         int old_prio, delta, on_rq;
3672         unsigned long flags;
3673         struct rq *rq;
3674
3675         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3676                 return;
3677         /*
3678          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3679          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3680          */
3681         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3682         /*
3683          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3684          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3685          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3686          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3687          */
3688         if (task_has_rt_policy(p)) {
3689                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3690                 goto out_unlock;
3691         }
3692         on_rq = p->on_rq;
3693         if (on_rq)
3694                 dequeue_task(rq, p, 0);
3695
3696         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3697         set_load_weight(p);
3698         old_prio = p->prio;
3699         p->prio = effective_prio(p);
3700         delta = p->prio - old_prio;
3701
3702         if (on_rq) {
3703                 enqueue_task(rq, p, 0);
3704                 /*
3705                  * If the task increased its priority or is running and
3706                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3707                  */
3708                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3709                         resched_task(rq->curr);
3710         }
3711 out_unlock:
3712         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3713 }
3714 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3715
3716 /*
3717  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3718  * @p: task
3719  * @nice: nice value
3720  */
3721 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3722 {
3723         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3724         int nice_rlim = 20 - nice;
3725
3726         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3727                 capable(CAP_SYS_NICE));
3728 }
3729
3730 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3731
3732 /*
3733  * sys_nice - change the priority of the current process.
3734  * @increment: priority increment
3735  *
3736  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3737  * does similar things.
3738  */
3739 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3740 {
3741         long nice, retval;
3742
3743         /*
3744          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3745          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3746          * and we have a single winner.
3747          */
3748         if (increment < -40)
3749                 increment = -40;
3750         if (increment > 40)
3751                 increment = 40;
3752
3753         nice = TASK_NICE(current) + increment;
3754         if (nice < -20)
3755                 nice = -20;
3756         if (nice > 19)
3757                 nice = 19;
3758
3759         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3760                 return -EPERM;
3761
3762         retval = security_task_setnice(current, nice);
3763         if (retval)
3764                 return retval;
3765
3766         set_user_nice(current, nice);
3767         return 0;
3768 }
3769
3770 #endif
3771
3772 /**
3773  * task_prio - return the priority value of a given task.
3774  * @p: the task in question.
3775  *
3776  * This is the priority value as seen by users in /proc.
3777  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3778  * around 0, value goes from -16 to +15.
3779  */
3780 int task_prio(const struct task_struct *p)
3781 {
3782         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3783 }
3784
3785 /**
3786  * task_nice - return the nice value of a given task.
3787  * @p: the task in question.
3788  */
3789 int task_nice(const struct task_struct *p)
3790 {
3791         return TASK_NICE(p);
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
3794
3795 /**
3796  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3797  * @cpu: the processor in question.
3798  */
3799 int idle_cpu(int cpu)
3800 {
3801         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3802
3803         if (rq->curr != rq->idle)
3804                 return 0;
3805
3806         if (rq->nr_running)
3807                 return 0;
3808
3809 #ifdef CONFIG_SMP
3810         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3811                 return 0;
3812 #endif
3813
3814         return 1;
3815 }
3816
3817 /**
3818  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3819  * @cpu: the processor in question.
3820  */
3821 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3822 {
3823         return cpu_rq(cpu)->idle;
3824 }
3825
3826 /**
3827  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3828  * @pid: the pid in question.
3829  */
3830 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3831 {
3832         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3833 }
3834
3835 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
3836 static void
3837 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
3838 {
3839         p->policy = policy;
3840         p->rt_priority = prio;
3841         p->normal_prio = normal_prio(p);
3842         /* we are holding p->pi_lock already */
3843         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
3844         if (rt_prio(p->prio))
3845                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3846         else
3847                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3848         set_load_weight(p);
3849 }
3850
3851 /*
3852  * check the target process has a UID that matches the current process's
3853  */
3854 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3855 {
3856         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3857         bool match;
3858
3859         rcu_read_lock();
3860         pcred = __task_cred(p);
3861         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3862                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3863         rcu_read_unlock();
3864         return match;
3865 }
3866
3867 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
3868                                 const struct sched_param *param, bool user)
3869 {
3870         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
3871         unsigned long flags;
3872         const struct sched_class *prev_class;
3873         struct rq *rq;
3874         int reset_on_fork;
3875
3876         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3877         BUG_ON(in_interrupt());
3878 recheck:
3879         /* double check policy once rq lock held */
3880         if (policy < 0) {
3881                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3882                 policy = oldpolicy = p->policy;
3883         } else {
3884                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
3885                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
3886
3887                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3888                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3889                                 policy != SCHED_IDLE)
3890                         return -EINVAL;
3891         }
3892
3893         /*
3894          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3895          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3896          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3897          */
3898         if (param->sched_priority < 0 ||
3899             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3900             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3901                 return -EINVAL;
3902         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
3903                 return -EINVAL;
3904
3905         /*
3906          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3907          */
3908         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3909                 if (rt_policy(policy)) {
3910                         unsigned long rlim_rtprio =
3911                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3912
3913                         /* can't set/change the rt policy */
3914                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3915                                 return -EPERM;
3916
3917                         /* can't increase priority */
3918                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
3919                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
3920                                 return -EPERM;
3921                 }
3922
3923                 /*
3924                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3925                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3926                  */
3927                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3928                         if (!can_nice(p, TASK_NICE(p)))
3929                                 return -EPERM;
3930                 }
3931
3932                 /* can't change other user's priorities */
3933                 if (!check_same_owner(p))
3934                         return -EPERM;
3935
3936                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3937                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3938                         return -EPERM;
3939         }
3940
3941         if (user) {
3942                 retval = security_task_setscheduler(p);
3943                 if (retval)
3944                         return retval;
3945         }
3946
3947         /*
3948          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3949          * changing the priority of the task:
3950          *
3951          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3952          * runqueue lock must be held.
3953          */
3954         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3955
3956         /*
3957          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3958          */
3959         if (p == rq->stop) {
3960                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3961                 return -EINVAL;
3962         }
3963
3964         /*
3965          * If not changing anything there's no need to proceed further:
3966          */
3967         if (unlikely(policy == p->policy && (!rt_policy(policy) ||
3968                         param->sched_priority == p->rt_priority))) {
3969                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3970                 return 0;
3971         }
3972
3973 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
3974         if (user) {
3975                 /*
3976                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
3977                  * assigned.
3978                  */
3979                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
3980                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
3981                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
3982                         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3983                         return -EPERM;
3984                 }
3985         }
3986 #endif
3987
3988         /* recheck policy now with rq lock held */
3989         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
3990                 policy = oldpolicy = -1;
3991                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3992                 goto recheck;
3993         }
3994         on_rq = p->on_rq;
3995         running = task_current(rq, p);
3996         if (on_rq)
3997                 dequeue_task(rq, p, 0);
3998         if (running)
3999                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4000
4001         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4002
4003         oldprio = p->prio;
4004         prev_class = p->sched_class;
4005         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4006
4007         if (running)
4008                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4009         if (on_rq)
4010                 enqueue_task(rq, p, 0);
4011
4012         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4013         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
4014
4015         rt_mutex_adjust_pi(p);
4016
4017         return 0;
4018 }
4019
4020 /**
4021  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4022  * @p: the task in question.
4023  * @policy: new policy.
4024  * @param: structure containing the new RT priority.
4025  *
4026  * NOTE that the task may be already dead.
4027  */
4028 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4029                        const struct sched_param *param)
4030 {
4031         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4032 }
4033 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4034
4035 /**
4036  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4037  * @p: the task in question.
4038  * @policy: new policy.
4039  * @param: structure containing the new RT priority.
4040  *
4041  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4042  * current context has permission.  For example, this is needed in
4043  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4044  * but our caller might not have that capability.
4045  */
4046 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4047                                const struct sched_param *param)
4048 {
4049         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4050 }
4051
4052 static int
4053 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4054 {
4055         struct sched_param lparam;
4056         struct task_struct *p;
4057         int retval;
4058
4059         if (!param || pid < 0)
4060                 return -EINVAL;
4061         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4062                 return -EFAULT;
4063
4064         rcu_read_lock();
4065         retval = -ESRCH;
4066         p = find_process_by_pid(pid);
4067         if (p != NULL)
4068                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4069         rcu_read_unlock();
4070
4071         return retval;
4072 }
4073
4074 /**
4075  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4076  * @pid: the pid in question.
4077  * @policy: new policy.
4078  * @param: structure containing the new RT priority.
4079  */
4080 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4081                 struct sched_param __user *, param)
4082 {
4083         /* negative values for policy are not valid */
4084         if (policy < 0)
4085                 return -EINVAL;
4086
4087         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4088 }
4089
4090