4a88f1d51563509986aff62244b863eb140b89c5
[~shefty/rdma-dev.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79 #include <asm/irq_regs.h>
80 #include <asm/mutex.h>
81 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
82 #include <asm/paravirt.h>
83 #endif
84
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_sched.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
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
519
520 void resched_task(struct task_struct *p)
521 {
522         int cpu;
523
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
525
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
528
529         set_tsk_need_resched(p);
530
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
534
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
539 }
540
541 void resched_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
545
546         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
547                 return;
548         resched_task(cpu_curr(cpu));
549         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
550 }
551
552 #ifdef CONFIG_NO_HZ
553 /*
554  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
555  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
556  *
557  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
558  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
559  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
560  */
561 int get_nohz_timer_target(void)
562 {
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         rcu_read_lock();
568         for_each_domain(cpu, sd) {
569                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
570                         if (!idle_cpu(i)) {
571                                 cpu = i;
572                                 goto unlock;
573                         }
574                 }
575         }
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         /*
598          * This is safe, as this function is called with the timer
599          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
600          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
601          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
602          * timer into account automatically.
603          */
604         if (rq->curr != rq->idle)
605                 return;
606
607         /*
608          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
609          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
610          * idle task through an additional NOOP schedule()
611          */
612         set_tsk_need_resched(rq->idle);
613
614         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
615         smp_mb();
616         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
617                 smp_send_reschedule(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
624 }
625
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
627
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
629 {
630         return false;
631 }
632
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
634
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
636 {
637         s64 period = sched_avg_period();
638
639         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
640                 /*
641                  * Inline assembly required to prevent the compiler
642                  * optimising this loop into a divmod call.
643                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
644                  */
645                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
646                 rq->age_stamp += period;
647                 rq->rt_avg /= 2;
648         }
649 }
650
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
653 {
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
656 }
657 #endif /* CONFIG_SMP */
658
659 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
660                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
661 /*
662  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
663  * node and @up when leaving it for the final time.
664  *
665  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
666  */
667 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
668                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
669 {
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
672
673         parent = from;
674
675 down:
676         ret = (*down)(parent, data);
677         if (ret)
678                 goto out;
679         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
680                 parent = child;
681                 goto down;
682
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
689
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
696 }
697
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
699 {
700         return 0;
701 }
702 #endif
703
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
705 {
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
708
709         /*
710          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
711          */
712         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
713                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
714                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
715                 return;
716         }
717
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
720 }
721
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
723 {
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
727 }
728
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
730 {
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
734 }
735
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
737 {
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
740
741         enqueue_task(rq, p, flags);
742 }
743
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
745 {
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
748
749         dequeue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
753 {
754 /*
755  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
756  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
757  */
758 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
759         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
760 #endif
761 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
762         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
763
764         /*
765          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
766          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
767          * {soft,}irq region.
768          *
769          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
770          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
771          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
772          * monotonic.
773          *
774          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
775          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
776          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
777          * atomic ops.
778          */
779         if (irq_delta > delta)
780                 irq_delta = delta;
781
782         rq->prev_irq_time += irq_delta;
783         delta -= irq_delta;
784 #endif
785 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
786         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
787                 u64 st;
788
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
791
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
794
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
797
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
799
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
803
804         rq->clock_task += delta;
805
806 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
807         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_POWER))
808                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
809 #endif
810 }
811
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
813 {
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
816
817         if (stop) {
818                 /*
819                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
820                  * userspace knows about and won't get confused about.
821                  *
822                  * Also, it will make PI more or less work without too
823                  * much confusion -- but then, stop work should not
824                  * rely on PI working anyway.
825                  */
826                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
827
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
830
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
832
833         if (old_stop) {
834                 /*
835                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
836                  * it can die in pieces.
837                  */
838                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
839         }
840 }
841
842 /*
843  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
844  */
845 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
846 {
847         return p->static_prio;
848 }
849
850 /*
851  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
852  * without taking RT-inheritance into account. Might be
853  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
854  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
855  * estimator recalculates.
856  */
857 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
858 {
859         int prio;
860
861         if (task_has_rt_policy(p))
862                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
863         else
864                 prio = __normal_prio(p);
865         return prio;
866 }
867
868 /*
869  * Calculate the current priority, i.e. the priority
870  * taken into account by the scheduler. This value might
871  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
872  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
873  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
874  */
875 static int effective_prio(struct task_struct *p)
876 {
877         p->normal_prio = normal_prio(p);
878         /*
879          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
880          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
881          * to the normal priority:
882          */
883         if (!rt_prio(p->prio))
884                 return p->normal_prio;
885         return p->prio;
886 }
887
888 /**
889  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
890  * @p: the task in question.
891  */
892 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
893 {
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
895 }
896
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
900 {
901         if (prev_class != p->sched_class) {
902                 if (prev_class->switched_from)
903                         prev_class->switched_from(rq, p);
904                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
905         } else if (oldprio != p->prio)
906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
907 }
908
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
910 {
911         const struct sched_class *class;
912
913         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
914                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
915         } else {
916                 for_each_class(class) {
917                         if (class == rq->curr->sched_class)
918                                 break;
919                         if (class == p->sched_class) {
920                                 resched_task(rq->curr);
921                                 break;
922                         }
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
928          * this case, we can save a useless back to back clock update.
929          */
930         if (rq->curr->on_rq && test_tsk_need_resched(rq->curr))
931                 rq->skip_clock_update = 1;
932 }
933
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
935
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
937 {
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
939 }
940
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
943 {
944 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
945         /*
946          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
947          * ttwu() will sort out the placement.
948          */
949         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
950                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
951
952 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
953         /*
954          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
955          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
956          *
957          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
958          * see task_group().
959          *
960          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
961          * task_rq_lock().
962          */
963         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
964                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
965 #endif
966 #endif
967
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
969
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
972
973                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
974                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
975                 p->se.nr_migrations++;
976                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
977
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
981
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
984
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
986 }
987
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
992
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
994
995 /*
996  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
997  *
998  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
999  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1000  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1001  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1002  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1003  * @p has remained unscheduled the whole time.
1004  *
1005  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1006  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1007  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1008  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1009  * waiting to become inactive.
1010  */
1011 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1012 {
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
1017
1018         for (;;) {
1019                 /*
1020                  * We do the initial early heuristics without holding
1021                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1022                  * the runqueue lock when things look like they will
1023                  * work out!
1024                  */
1025                 rq = task_rq(p);
1026
1027                 /*
1028                  * If the task is actively running on another CPU
1029                  * still, just relax and busy-wait without holding
1030                  * any locks.
1031                  *
1032                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1033                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1034                  * But we don't care, since "task_running()" will
1035                  * return false if the runqueue has changed and p
1036                  * is actually now running somewhere else!
1037                  */
1038                 while (task_running(rq, p)) {
1039                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1040                                 return 0;
1041                         cpu_relax();
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1046                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1047                  * just go back and repeat.
1048                  */
1049                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1050                 trace_sched_wait_task(p);
1051                 running = task_running(rq, p);
1052                 on_rq = p->on_rq;
1053                 ncsw = 0;
1054                 if (!match_state || p->state == match_state)
1055                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1056                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1057
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
1063
1064                 /*
1065                  * Was it really running after all now that we
1066                  * checked with the proper locks actually held?
1067                  *
1068                  * Oops. Go back and try again..
1069                  */
1070                 if (unlikely(running)) {
1071                         cpu_relax();
1072                         continue;
1073                 }
1074
1075                 /*
1076                  * It's not enough that it's not actively running,
1077                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1078                  * preempted!
1079                  *
1080                  * So if it was still runnable (but just not actively
1081                  * running right now), it's preempted, and we should
1082                  * yield - it could be a while.
1083                  */
1084                 if (unlikely(on_rq)) {
1085                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1086
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
1091
1092                 /*
1093                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1094                  * runnable, which means that it will never become
1095                  * running in the future either. We're all done!
1096                  */
1097                 break;
1098         }
1099
1100         return ncsw;
1101 }
1102
1103 /***
1104  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1105  * @p: the to-be-kicked thread
1106  *
1107  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1108  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1109  *
1110  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1111  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1112  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1113  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1114  * achieved as well.
1115  */
1116 void kick_process(struct task_struct *p)
1117 {
1118         int cpu;
1119
1120         preempt_disable();
1121         cpu = task_cpu(p);
1122         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         preempt_enable();
1125 }
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130 /*
1131  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1132  */
1133 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1134 {
1135         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1136         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1137         int dest_cpu;
1138
1139         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1140         for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1141                 if (!cpu_online(dest_cpu))
1142                         continue;
1143                 if (!cpu_active(dest_cpu))
1144                         continue;
1145                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1146                         return dest_cpu;
1147         }
1148
1149         for (;;) {
1150                 /* Any allowed, online CPU? */
1151                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1152                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1153                                 continue;
1154                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1155                                 continue;
1156                         goto out;
1157                 }
1158
1159                 switch (state) {
1160                 case cpuset:
1161                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1162                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1163                         state = possible;
1164                         break;
1165
1166                 case possible:
1167                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1168                         state = fail;
1169                         break;
1170
1171                 case fail:
1172                         BUG();
1173                         break;
1174                 }
1175         }
1176
1177 out:
1178         if (state != cpuset) {
1179                 /*
1180                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1181                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1182                  * leave kernel.
1183                  */
1184                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1185                         printk_sched("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1186                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1187                 }
1188         }
1189
1190         return dest_cpu;
1191 }
1192
1193 /*
1194  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1195  */
1196 static inline
1197 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
1198 {
1199         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
1200
1201         /*
1202          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1203          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1204          * cpu.
1205          *
1206          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1207          *
1208          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1209          *   not worry about this generic constraint ]
1210          */
1211         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1212                      !cpu_online(cpu)))
1213                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1214
1215         return cpu;
1216 }
1217
1218 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1219 {
1220         s64 diff = sample - *avg;
1221         *avg += diff >> 3;
1222 }
1223 #endif
1224
1225 static void
1226 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1227 {
1228 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1229         struct rq *rq = this_rq();
1230
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232         int this_cpu = smp_processor_id();
1233
1234         if (cpu == this_cpu) {
1235                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1236                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1237         } else {
1238                 struct sched_domain *sd;
1239
1240                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1241                 rcu_read_lock();
1242                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1243                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1244                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1245                                 break;
1246                         }
1247                 }
1248                 rcu_read_unlock();
1249         }
1250
1251         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1252                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1253
1254 #endif /* CONFIG_SMP */
1255
1256         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1257         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1258
1259         if (wake_flags & WF_SYNC)
1260                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1261
1262 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1263 }
1264
1265 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1266 {
1267         activate_task(rq, p, en_flags);
1268         p->on_rq = 1;
1269
1270         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1271         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1272                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1277  */
1278 static void
1279 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1280 {
1281         trace_sched_wakeup(p, true);
1282         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1283
1284         p->state = TASK_RUNNING;
1285 #ifdef CONFIG_SMP
1286         if (p->sched_class->task_woken)
1287                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1288
1289         if (rq->idle_stamp) {
1290                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1291                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1292
1293                 if (delta > max)
1294                         rq->avg_idle = max;
1295                 else
1296                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1297                 rq->idle_stamp = 0;
1298         }
1299 #endif
1300 }
1301
1302 static void
1303 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1304 {
1305 #ifdef CONFIG_SMP
1306         if (p->sched_contributes_to_load)
1307                 rq->nr_uninterruptible--;
1308 #endif
1309
1310         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1311         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1316  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1317  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1318  * the task is still ->on_rq.
1319  */
1320 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1321 {
1322         struct rq *rq;
1323         int ret = 0;
1324
1325         rq = __task_rq_lock(p);
1326         if (p->on_rq) {
1327                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1328                 ret = 1;
1329         }
1330         __task_rq_unlock(rq);
1331
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 #ifdef CONFIG_SMP
1336 static void sched_ttwu_pending(void)
1337 {
1338         struct rq *rq = this_rq();
1339         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1340         struct task_struct *p;
1341
1342         raw_spin_lock(&rq->lock);
1343
1344         while (llist) {
1345                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1346                 llist = llist_next(llist);
1347                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1348         }
1349
1350         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1351 }
1352
1353 void scheduler_ipi(void)
1354 {
1355         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1356                 return;
1357
1358         /*
1359          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1360          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1361          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1362          * we do call them.
1363          *
1364          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1365          * properly.
1366          *
1367          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1368          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1369          * somewhat pessimize the simple resched case.
1370          */
1371         irq_enter();
1372         sched_ttwu_pending();
1373
1374         /*
1375          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1376          */
1377         if (unlikely(got_nohz_idle_kick() && !need_resched())) {
1378                 this_rq()->idle_balance = 1;
1379                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1380         }
1381         irq_exit();
1382 }
1383
1384 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1385 {
1386         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1387                 smp_send_reschedule(cpu);
1388 }
1389
1390 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1391 {
1392         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1393 }
1394 #endif /* CONFIG_SMP */
1395
1396 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1397 {
1398         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1399
1400 #if defined(CONFIG_SMP)
1401         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1402                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1403                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1404                 return;
1405         }
1406 #endif
1407
1408         raw_spin_lock(&rq->lock);
1409         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1410         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1411 }
1412
1413 /**
1414  * try_to_wake_up - wake up a thread
1415  * @p: the thread to be awakened
1416  * @state: the mask of task states that can be woken
1417  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1418  *
1419  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1420  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1421  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1422  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1423  * runnable without the overhead of this.
1424  *
1425  * Returns %true if @p was woken up, %false if it was already running
1426  * or @state didn't match @p's state.
1427  */
1428 static int
1429 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1430 {
1431         unsigned long flags;
1432         int cpu, success = 0;
1433
1434         smp_wmb();
1435         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1436         if (!(p->state & state))
1437                 goto out;
1438
1439         success = 1; /* we're going to change ->state */
1440         cpu = task_cpu(p);
1441
1442         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1443                 goto stat;
1444
1445 #ifdef CONFIG_SMP
1446         /*
1447          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1448          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1449          */
1450         while (p->on_cpu)
1451                 cpu_relax();
1452         /*
1453          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1454          */
1455         smp_rmb();
1456
1457         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1458         p->state = TASK_WAKING;
1459
1460         if (p->sched_class->task_waking)
1461                 p->sched_class->task_waking(p);
1462
1463         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1464         if (task_cpu(p) != cpu) {
1465                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1466                 set_task_cpu(p, cpu);
1467         }
1468 #endif /* CONFIG_SMP */
1469
1470         ttwu_queue(p, cpu);
1471 stat:
1472         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1473 out:
1474         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1475
1476         return success;
1477 }
1478
1479 /**
1480  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1481  * @p: the thread to be awakened
1482  *
1483  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1484  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1485  * the current task.
1486  */
1487 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1488 {
1489         struct rq *rq = task_rq(p);
1490
1491         BUG_ON(rq != this_rq());
1492         BUG_ON(p == current);
1493         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1494
1495         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1496                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1497                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1498                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1499         }
1500
1501         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1502                 goto out;
1503
1504         if (!p->on_rq)
1505                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1506
1507         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1508         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1509 out:
1510         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1511 }
1512
1513 /**
1514  * wake_up_process - Wake up a specific process
1515  * @p: The process to be woken up.
1516  *
1517  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1518  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1519  * running.
1520  *
1521  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1522  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1523  */
1524 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1525 {
1526         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1527         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1530
1531 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1532 {
1533         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1538  * p is forked by current.
1539  *
1540  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1541  */
1542 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1543 {
1544         p->on_rq                        = 0;
1545
1546         p->se.on_rq                     = 0;
1547         p->se.exec_start                = 0;
1548         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1549         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1550         p->se.nr_migrations             = 0;
1551         p->se.vruntime                  = 0;
1552         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1553
1554 /*
1555  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1556  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1557  * load-balance).
1558  */
1559 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1560         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1561         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1562 #endif
1563 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1564         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1565 #endif
1566
1567         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1568
1569 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1570         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1571 #endif
1572
1573 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1574         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1575                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1576                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1577                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1578         }
1579
1580         p->node_stamp = 0ULL;
1581         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1582         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1583         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1584         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1585 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1586 }
1587
1588 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1589 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1590 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1591 {
1592         if (enabled)
1593                 sched_feat_set("NUMA");
1594         else
1595                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1596 }
1597 #else
1598 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1599
1600 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1601 {
1602         numabalancing_enabled = enabled;
1603 }
1604 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1605 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1606
1607 /*
1608  * fork()/clone()-time setup:
1609  */
1610 void sched_fork(struct task_struct *p)
1611 {
1612         unsigned long flags;
1613         int cpu = get_cpu();
1614
1615         __sched_fork(p);
1616         /*
1617          * We mark the process as running here. This guarantees that
1618          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1619          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1620          */
1621         p->state = TASK_RUNNING;
1622
1623         /*
1624          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1625          */
1626         p->prio = current->normal_prio;
1627
1628         /*
1629          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1630          */
1631         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1632                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1633                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1634                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1635                         p->rt_priority = 0;
1636                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1637                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1638
1639                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1640                 set_load_weight(p);
1641
1642                 /*
1643                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1644                  * fulfilled its duty:
1645                  */
1646                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1647         }
1648
1649         if (!rt_prio(p->prio))
1650                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1651
1652         if (p->sched_class->task_fork)
1653                 p->sched_class->task_fork(p);
1654
1655         /*
1656          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1657          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1658          * is ran before sched_fork().
1659          *
1660          * Silence PROVE_RCU.
1661          */
1662         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1663         set_task_cpu(p, cpu);
1664         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1665
1666 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1667         if (likely(sched_info_on()))
1668                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1669 #endif
1670 #if defined(CONFIG_SMP)
1671         p->on_cpu = 0;
1672 #endif
1673 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1674         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1675         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1676 #endif
1677 #ifdef CONFIG_SMP
1678         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1679 #endif
1680
1681         put_cpu();
1682 }
1683
1684 /*
1685  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1686  *
1687  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1688  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1689  * on the runqueue and wakes it.
1690  */
1691 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1692 {
1693         unsigned long flags;
1694         struct rq *rq;
1695
1696         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1697 #ifdef CONFIG_SMP
1698         /*
1699          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1700          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1701          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1702          */
1703         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1704 #endif
1705
1706         rq = __task_rq_lock(p);
1707         activate_task(rq, p, 0);
1708         p->on_rq = 1;
1709         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1710         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1711 #ifdef CONFIG_SMP
1712         if (p->sched_class->task_woken)
1713                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1714 #endif
1715         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1716 }
1717
1718 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1719
1720 /**
1721  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1722  * @notifier: notifier struct to register
1723  */
1724 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1725 {
1726         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1727 }
1728 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1729
1730 /**
1731  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1732  * @notifier: notifier struct to unregister
1733  *
1734  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1735  */
1736 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1737 {
1738         hlist_del(&notifier->link);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1741
1742 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1743 {
1744         struct preempt_notifier *notifier;
1745         struct hlist_node *node;
1746
1747         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1748                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1749 }
1750
1751 static void
1752 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1753                                  struct task_struct *next)
1754 {
1755         struct preempt_notifier *notifier;
1756         struct hlist_node *node;
1757
1758         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1759                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1760 }
1761
1762 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1763
1764 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1765 {
1766 }
1767
1768 static void
1769 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1770                                  struct task_struct *next)
1771 {
1772 }
1773
1774 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1775
1776 /**
1777  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1778  * @rq: the runqueue preparing to switch
1779  * @prev: the current task that is being switched out
1780  * @next: the task we are going to switch to.
1781  *
1782  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1783  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1784  * switch.
1785  *
1786  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1787  * hooks.
1788  */
1789 static inline void
1790 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1791                     struct task_struct *next)
1792 {
1793         trace_sched_switch(prev, next);
1794         sched_info_switch(prev, next);
1795         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1796         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1797         prepare_lock_switch(rq, next);
1798         prepare_arch_switch(next);
1799 }
1800
1801 /**
1802  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1803  * @rq: runqueue associated with task-switch
1804  * @prev: the thread we just switched away from.
1805  *
1806  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1807  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1808  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1809  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1810  *
1811  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1812  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1813  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1814  * details.)
1815  */
1816 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1817         __releases(rq->lock)
1818 {
1819         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1820         long prev_state;
1821
1822         rq->prev_mm = NULL;
1823
1824         /*
1825          * A task struct has one reference for the use as "current".
1826          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1827          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1828          * the scheduled task must drop that reference.
1829          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1830          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1831          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1832          * be dropped twice.
1833          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1834          */
1835         prev_state = prev->state;
1836         vtime_task_switch(prev);
1837         finish_arch_switch(prev);
1838         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1839         finish_lock_switch(rq, prev);
1840         finish_arch_post_lock_switch();
1841
1842         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1843         if (mm)
1844                 mmdrop(mm);
1845         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1846                 /*
1847                  * Remove function-return probe instances associated with this
1848                  * task and put them back on the free list.
1849                  */
1850                 kprobe_flush_task(prev);
1851                 put_task_struct(prev);
1852         }
1853 }
1854
1855 #ifdef CONFIG_SMP
1856
1857 /* assumes rq->lock is held */
1858 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1859 {
1860         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1861                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1862 }
1863
1864 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1865 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1866 {
1867         if (rq->post_schedule) {
1868                 unsigned long flags;
1869
1870                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1871                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1872                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1873                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1874
1875                 rq->post_schedule = 0;
1876         }
1877 }
1878
1879 #else
1880
1881 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1882 {
1883 }
1884
1885 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1886 {
1887 }
1888
1889 #endif
1890
1891 /**
1892  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1893  * @prev: the thread we just switched away from.
1894  */
1895 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1896         __releases(rq->lock)
1897 {
1898         struct rq *rq = this_rq();
1899
1900         finish_task_switch(rq, prev);
1901
1902         /*
1903          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1904          * task_switch?
1905          */
1906         post_schedule(rq);
1907
1908 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1909         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1910         preempt_enable();
1911 #endif
1912         if (current->set_child_tid)
1913                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1914 }
1915
1916 /*
1917  * context_switch - switch to the new MM and the new
1918  * thread's register state.
1919  */
1920 static inline void
1921 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1922                struct task_struct *next)
1923 {
1924         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1925
1926         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1927
1928         mm = next->mm;
1929         oldmm = prev->active_mm;
1930         /*
1931          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1932          * combine the page table reload and the switch backend into
1933          * one hypercall.
1934          */
1935         arch_start_context_switch(prev);
1936
1937         if (!mm) {
1938                 next->active_mm = oldmm;
1939                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1940                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1941         } else
1942                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1943
1944         if (!prev->mm) {
1945                 prev->active_mm = NULL;
1946                 rq->prev_mm = oldmm;
1947         }
1948         /*
1949          * Since the runqueue lock will be released by the next
1950          * task (which is an invalid locking op but in the case
1951          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1952          * do an early lockdep release here:
1953          */
1954 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1955         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1956 #endif
1957
1958         context_tracking_task_switch(prev, next);
1959         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1960         switch_to(prev, next, prev);
1961
1962         barrier();
1963         /*
1964          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1965          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1966          * frame will be invalid.
1967          */
1968         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1969 }
1970
1971 /*
1972  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1973  *
1974  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1975  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1976  * number of context switches performed since bootup.
1977  */
1978 unsigned long nr_running(void)
1979 {
1980         unsigned long i, sum = 0;
1981
1982         for_each_online_cpu(i)
1983                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1984
1985         return sum;
1986 }
1987
1988 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1989 {
1990         unsigned long i, sum = 0;
1991
1992         for_each_possible_cpu(i)
1993                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
1994
1995         /*
1996          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
1997          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
1998          */
1999         if (unlikely((long)sum < 0))
2000                 sum = 0;
2001
2002         return sum;
2003 }
2004
2005 unsigned long long nr_context_switches(void)
2006 {
2007         int i;
2008         unsigned long long sum = 0;
2009
2010         for_each_possible_cpu(i)
2011                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2012
2013         return sum;
2014 }
2015
2016 unsigned long nr_iowait(void)
2017 {
2018         unsigned long i, sum = 0;
2019
2020         for_each_possible_cpu(i)
2021                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2022
2023         return sum;
2024 }
2025
2026 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2027 {
2028         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2029         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2030 }
2031
2032 unsigned long this_cpu_load(void)
2033 {
2034         struct rq *this = this_rq();
2035         return this->cpu_load[0];
2036 }
2037
2038
2039 /*
2040  * Global load-average calculations
2041  *
2042  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2043  * in order to minimize overhead.
2044  *
2045  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2046  * nr_uninterruptible.
2047  *
2048  * Once every LOAD_FREQ:
2049  *
2050  *   nr_active = 0;
2051  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2052  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2053  *
2054  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2055  *
2056  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2057  *
2058  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2059  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2060  *    to calculating nr_active.
2061  *
2062  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2063  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2064  *
2065  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2066  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2067  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2068  *
2069  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2070  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2071  *    cpu to have completed this task.
2072  *
2073  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2074  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2075  *
2076  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2077  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2078  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2079  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2080  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2081  *    all cpus yields the correct result.
2082  *
2083  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2084  */
2085
2086 /* Variables and functions for calc_load */
2087 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2088 static unsigned long calc_load_update;
2089 unsigned long avenrun[3];
2090 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2091
2092 /**
2093  * get_avenrun - get the load average array
2094  * @loads:      pointer to dest load array
2095  * @offset:     offset to add
2096  * @shift:      shift count to shift the result left
2097  *
2098  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2099  */
2100 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2101 {
2102         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2103         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2104         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2105 }
2106
2107 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2108 {
2109         long nr_active, delta = 0;
2110
2111         nr_active = this_rq->nr_running;
2112         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2113
2114         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2115                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2116                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2117         }
2118
2119         return delta;
2120 }
2121
2122 /*
2123  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2124  */
2125 static unsigned long
2126 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2127 {
2128         load *= exp;
2129         load += active * (FIXED_1 - exp);
2130         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2131         return load >> FSHIFT;
2132 }
2133
2134 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2135 /*
2136  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2137  *
2138  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2139  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2140  * NO_HZ.
2141  *
2142  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2143  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2144  * when we read the global state.
2145  *
2146  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2147  *
2148  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2149  *    contribution, causing under-accounting.
2150  *
2151  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2152  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2153  *
2154  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2155  *
2156  *        0s            5s            10s           15s
2157  *          +10           +10           +10           +10
2158  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2159  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2160  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2161  *
2162  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2163  *    accumlating the new one.
2164  *
2165  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2166  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2167  *    busy state.
2168  *
2169  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2170  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2171  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2172  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2173  *    LOAD_FREQ intervals.
2174  *
2175  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2176  */
2177 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2178 static int calc_load_idx;
2179
2180 static inline int calc_load_write_idx(void)
2181 {
2182         int idx = calc_load_idx;
2183
2184         /*
2185          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2186          * need to observe the new update time.
2187          */
2188         smp_rmb();
2189
2190         /*
2191          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2192          * next idle-delta.
2193          */
2194         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2195                 idx++;
2196
2197         return idx & 1;
2198 }
2199
2200 static inline int calc_load_read_idx(void)
2201 {
2202         return calc_load_idx & 1;
2203 }
2204
2205 void calc_load_enter_idle(void)
2206 {
2207         struct rq *this_rq = this_rq();
2208         long delta;
2209
2210         /*
2211          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2212          * into the pending idle delta.
2213          */
2214         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2215         if (delta) {
2216                 int idx = calc_load_write_idx();
2217                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2218         }
2219 }
2220
2221 void calc_load_exit_idle(void)
2222 {
2223         struct rq *this_rq = this_rq();
2224
2225         /*
2226          * If we're still before the sample window, we're done.
2227          */
2228         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2229                 return;
2230
2231         /*
2232          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2233          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2234          * sync up for the next window.
2235          */
2236         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2237         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2238                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2239 }
2240
2241 static long calc_load_fold_idle(void)
2242 {
2243         int idx = calc_load_read_idx();
2244         long delta = 0;
2245
2246         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2247                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2248
2249         return delta;
2250 }
2251
2252 /**
2253  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2254  *
2255  * @x:         base of the power
2256  * @frac_bits: fractional bits of @x
2257  * @n:         power to raise @x to.
2258  *
2259  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2260  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2261  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2262  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2263  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2264  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2265  * vector.
2266  */
2267 static unsigned long
2268 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2269 {
2270         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2271
2272         if (n) for (;;) {
2273                 if (n & 1) {
2274                         result *= x;
2275                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2276                         result >>= frac_bits;
2277                 }
2278                 n >>= 1;
2279                 if (!n)
2280                         break;
2281                 x *= x;
2282                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2283                 x >>= frac_bits;
2284         }
2285
2286         return result;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2291  *
2292  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2293  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2294  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2295  *
2296  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2297  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2298  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2299  *
2300  *  ...
2301  *
2302  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2303  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2304  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2305  *
2306  * [1] application of the geometric series:
2307  *
2308  *              n         1 - x^(n+1)
2309  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2310  *             i=0          1 - x
2311  */
2312 static unsigned long
2313 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2314             unsigned long active, unsigned int n)
2315 {
2316
2317         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2322  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2323  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2324  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2325  *
2326  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2327  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2328  */
2329 static void calc_global_nohz(void)
2330 {
2331         long delta, active, n;
2332
2333         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2334                 /*
2335                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2336                  */
2337                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2338                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2339
2340                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2341                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2342
2343                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2344                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2345                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2346
2347                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2348         }
2349
2350         /*
2351          * Flip the idle index...
2352          *
2353          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2354          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2355          * index, this avoids a double flip messing things up.
2356          */
2357         smp_wmb();
2358         calc_load_idx++;
2359 }
2360 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2361
2362 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2363 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2364
2365 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2366
2367 /*
2368  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2369  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2370  */
2371 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2372 {
2373         long active, delta;
2374
2375         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2376                 return;
2377
2378         /*
2379          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2380          */
2381         delta = calc_load_fold_idle();
2382         if (delta)
2383                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2384
2385         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2386         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2387
2388         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2389         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2390         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2391
2392         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2393
2394         /*
2395          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2396          */
2397         calc_global_nohz();
2398 }
2399
2400 /*
2401  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2402  * active count.
2403  */
2404 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2405 {
2406         long delta;
2407
2408         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2409                 return;
2410
2411         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2412         if (delta)
2413                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2414
2415         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2416 }
2417
2418 /*
2419  * End of global load-average stuff
2420  */
2421
2422 /*
2423  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2424  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2425  *
2426  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2427  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2428  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2429  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2430  *
2431  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2432  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2433  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2434  *
2435  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2436  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2437  * particular idx is approximated to be zero.
2438  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2439  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2440  * based on 128 point scale.
2441  * Example:
2442  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2443  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2444  *
2445  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2446  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2447  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2448  */
2449 #define DEGRADE_SHIFT           7
2450 static const unsigned char
2451                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2452 static const unsigned char
2453                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2454                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2455                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2456                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2457                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2458                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2459
2460 /*
2461  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2462  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2463  * adding any new load.
2464  */
2465 static unsigned long
2466 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2467 {
2468         int j = 0;
2469
2470         if (!missed_updates)
2471                 return load;
2472
2473         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2474                 return 0;
2475
2476         if (idx == 1)
2477                 return load >> missed_updates;
2478
2479         while (missed_updates) {
2480                 if (missed_updates % 2)
2481                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2482
2483                 missed_updates >>= 1;
2484                 j++;
2485         }
2486         return load;
2487 }
2488
2489 /*
2490  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2491  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2492  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2493  */
2494 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2495                               unsigned long pending_updates)
2496 {
2497         int i, scale;
2498
2499         this_rq->nr_load_updates++;
2500
2501         /* Update our load: */
2502         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2503         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2504                 unsigned long old_load, new_load;
2505
2506                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2507
2508                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2509                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2510                 new_load = this_load;
2511                 /*
2512                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2513                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2514                  * example.
2515                  */
2516                 if (new_load > old_load)
2517                         new_load += scale - 1;
2518
2519                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2520         }
2521
2522         sched_avg_update(this_rq);
2523 }
2524
2525 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2526 /*
2527  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2528  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2529  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2530  *
2531  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2532  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2533  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2534  * (tick_nohz_idle_exit).
2535  *
2536  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2537  */
2538
2539 /*
2540  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2541  * idle balance.
2542  */
2543 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2544 {
2545         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2546         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2547         unsigned long pending_updates;
2548
2549         /*
2550          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2551          */
2552         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2553                 return;
2554
2555         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2556         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2557
2558         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2563  */
2564 void update_cpu_load_nohz(void)
2565 {
2566         struct rq *this_rq = this_rq();
2567         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2568         unsigned long pending_updates;
2569
2570         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2571                 return;
2572
2573         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2574         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2575         if (pending_updates) {
2576                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2577                 /*
2578                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2579                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2580                  */
2581                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2582         }
2583         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2584 }
2585 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2586
2587 /*
2588  * Called from scheduler_tick()
2589  */
2590 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2591 {
2592         /*
2593          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2594          */
2595         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2596         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2597
2598         calc_load_account_active(this_rq);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_SMP
2602
2603 /*
2604  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2605  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2606  */
2607 void sched_exec(void)
2608 {
2609         struct task_struct *p = current;
2610         unsigned long flags;
2611         int dest_cpu;
2612
2613         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2614         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2615         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2616                 goto unlock;
2617
2618         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2619                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2620
2621                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2622                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2623                 return;
2624         }
2625 unlock:
2626         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2627 }
2628
2629 #endif
2630
2631 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2632 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2633
2634 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2635 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2636
2637 /*
2638  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2639  * @p in case that task is currently running.
2640  *
2641  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2642  */
2643 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2644 {
2645         u64 ns = 0;
2646
2647         if (task_current(rq, p)) {
2648                 update_rq_clock(rq);
2649                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2650                 if ((s64)ns < 0)
2651                         ns = 0;
2652         }
2653
2654         return ns;
2655 }
2656
2657 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2658 {
2659         unsigned long flags;
2660         struct rq *rq;
2661         u64 ns = 0;
2662
2663         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2664         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2665         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2666
2667         return ns;
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Return accounted runtime for the task.
2672  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2673  * pending runtime that have not been accounted yet.
2674  */
2675 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2676 {
2677         unsigned long flags;
2678         struct rq *rq;
2679         u64 ns = 0;
2680
2681         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2682         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2683         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2684
2685         return ns;
2686 }
2687
2688 /*
2689  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2690  * We call it with interrupts disabled.
2691  */
2692 void scheduler_tick(void)
2693 {
2694         int cpu = smp_processor_id();
2695         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2696         struct task_struct *curr = rq->curr;
2697
2698         sched_clock_tick();
2699
2700         raw_spin_lock(&rq->lock);
2701         update_rq_clock(rq);
2702         update_cpu_load_active(rq);
2703         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2704         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2705
2706         perf_event_task_tick();
2707
2708 #ifdef CONFIG_SMP
2709         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2710         trigger_load_balance(rq, cpu);
2711 #endif
2712 }
2713
2714 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2715 {
2716         if (in_lock_functions(addr)) {
2717                 addr = CALLER_ADDR2;
2718                 if (in_lock_functions(addr))
2719                         addr = CALLER_ADDR3;
2720         }
2721         return addr;
2722 }
2723
2724 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2725                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2726
2727 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2728 {
2729 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2730         /*
2731          * Underflow?
2732          */
2733         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2734                 return;
2735 #endif
2736         preempt_count() += val;
2737 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2738         /*
2739          * Spinlock count overflowing soon?
2740          */
2741         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2742                                 PREEMPT_MASK - 10);
2743 #endif
2744         if (preempt_count() == val)
2745                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2746 }
2747 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2748
2749 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2750 {
2751 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2752         /*
2753          * Underflow?
2754          */
2755         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2756                 return;
2757         /*
2758          * Is the spinlock portion underflowing?
2759          */
2760         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2761                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2762                 return;
2763 #endif
2764
2765         if (preempt_count() == val)
2766                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2767         preempt_count() -= val;
2768 }
2769 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2770
2771 #endif
2772
2773 /*
2774  * Print scheduling while atomic bug:
2775  */
2776 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2777 {
2778         if (oops_in_progress)
2779                 return;
2780
2781         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2782                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2783
2784         debug_show_held_locks(prev);
2785         print_modules();
2786         if (irqs_disabled())
2787                 print_irqtrace_events(prev);
2788         dump_stack();
2789         add_taint(TAINT_WARN);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2794  */
2795 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2796 {
2797         /*
2798          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2799          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2800          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2801          */
2802         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2803                 __schedule_bug(prev);
2804         rcu_sleep_check();
2805
2806         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2807
2808         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2809 }
2810
2811 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2812 {
2813         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2814                 update_rq_clock(rq);
2815         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2816 }
2817
2818 /*
2819  * Pick up the highest-prio task:
2820  */
2821 static inline struct task_struct *
2822 pick_next_task(struct rq *rq)
2823 {
2824         const struct sched_class *class;
2825         struct task_struct *p;
2826
2827         /*
2828          * Optimization: we know that if all tasks are in
2829          * the fair class we can call that function directly:
2830          */
2831         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2832                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2833                 if (likely(p))
2834                         return p;
2835         }
2836
2837         for_each_class(class) {
2838                 p = class->pick_next_task(rq);
2839                 if (p)
2840                         return p;
2841         }
2842
2843         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2844 }
2845
2846 /*
2847  * __schedule() is the main scheduler function.
2848  *
2849  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2850  *
2851  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2852  *
2853  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2854  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2855  *
2856  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2857  *      interrupt handler scheduler_tick().
2858  *
2859  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2860  *      task to the run-queue and that's it.
2861  *
2862  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2863  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2864  *      called on the nearest possible occasion:
2865  *
2866  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2867  *
2868  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2869  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2870  *           spin_unlock()!)
2871  *
2872  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2873  *           preemptible context
2874  *
2875  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2876  *         then at the next:
2877  *
2878  *          - cond_resched() call
2879  *          - explicit schedule() call
2880  *          - return from syscall or exception to user-space
2881  *          - return from interrupt-handler to user-space
2882  */
2883 static void __sched __schedule(void)
2884 {
2885         struct task_struct *prev, *next;
2886         unsigned long *switch_count;
2887         struct rq *rq;
2888         int cpu;
2889
2890 need_resched:
2891         preempt_disable();
2892         cpu = smp_processor_id();
2893         rq = cpu_rq(cpu);
2894         rcu_note_context_switch(cpu);
2895         prev = rq->curr;
2896
2897         schedule_debug(prev);
2898
2899         if (sched_feat(HRTICK))
2900                 hrtick_clear(rq);
2901
2902         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2903
2904         switch_count = &prev->nivcsw;
2905         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2906                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2907                         prev->state = TASK_RUNNING;
2908                 } else {
2909                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2910                         prev->on_rq = 0;
2911
2912                         /*
2913                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2914                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2915                          * concurrency.
2916                          */
2917                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2918                                 struct task_struct *to_wakeup;
2919
2920                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2921                                 if (to_wakeup)
2922                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2923                         }
2924                 }
2925                 switch_count = &prev->nvcsw;
2926         }
2927
2928         pre_schedule(rq, prev);
2929
2930         if (unlikely(!rq->nr_running))
2931                 idle_balance(cpu, rq);
2932
2933         put_prev_task(rq, prev);
2934         next = pick_next_task(rq);
2935         clear_tsk_need_resched(prev);
2936         rq->skip_clock_update = 0;
2937
2938         if (likely(prev != next)) {
2939                 rq->nr_switches++;
2940                 rq->curr = next;
2941                 ++*switch_count;
2942
2943                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2944                 /*
2945                  * The context switch have flipped the stack from under us
2946                  * and restored the local variables which were saved when
2947                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2948                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2949                  */
2950                 cpu = smp_processor_id();
2951                 rq = cpu_rq(cpu);
2952         } else
2953                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2954
2955         post_schedule(rq);
2956
2957         sched_preempt_enable_no_resched();
2958         if (need_resched())
2959                 goto need_resched;
2960 }
2961
2962 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2963 {
2964         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2965                 return;
2966         /*
2967          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2968          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2969          */
2970         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2971                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2972 }
2973
2974 asmlinkage void __sched schedule(void)
2975 {
2976         struct task_struct *tsk = current;
2977
2978         sched_submit_work(tsk);
2979         __schedule();
2980 }
2981 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2982
2983 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2984 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2985 {
2986         /*
2987          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2988          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2989          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2990          * we find a better solution.
2991          */
2992         user_exit();
2993         schedule();
2994         user_enter();
2995 }
2996 #endif
2997
2998 /**
2999  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3000  *
3001  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3002  */
3003 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3004 {
3005         sched_preempt_enable_no_resched();
3006         schedule();
3007         preempt_disable();
3008 }
3009
3010 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3011
3012 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3013 {
3014         if (lock->owner != owner)
3015                 return false;
3016
3017         /*
3018          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3019          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3020          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3021          * ensures the memory stays valid.
3022          */
3023         barrier();
3024
3025         return owner->on_cpu;
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3030  * access and not reliable.
3031  */
3032 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3033 {
3034         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3035                 return 0;
3036
3037         rcu_read_lock();
3038         while (owner_running(lock, owner)) {
3039                 if (need_resched())
3040                         break;
3041
3042                 arch_mutex_cpu_relax();
3043         }
3044         rcu_read_unlock();
3045
3046         /*
3047          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3048          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3049          * success only when lock->owner is NULL.
3050          */
3051         return lock->owner == NULL;
3052 }
3053 #endif
3054
3055 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3056 /*
3057  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3058  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3059  * occur there and call schedule directly.
3060  */
3061 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3062 {
3063         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3064
3065         /*
3066          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3067          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3068          */
3069         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3070                 return;
3071
3072         do {
3073                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3074                 __schedule();
3075                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3076
3077                 /*
3078                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3079                  * between schedule and now.
3080                  */
3081                 barrier();
3082         } while (need_resched());
3083 }
3084 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3085
3086 /*
3087  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3088  * off of irq context.
3089  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3090  * protect us against recursive calling from irq.
3091  */
3092 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3093 {
3094         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3095
3096         /* Catch callers which need to be fixed */
3097         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3098
3099         user_exit();
3100         do {
3101                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3102                 local_irq_enable();
3103                 __schedule();
3104                 local_irq_disable();
3105                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3106
3107                 /*
3108                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3109                  * between schedule and now.
3110                  */
3111                 barrier();
3112         } while (need_resched());
3113 }
3114
3115 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3116
3117 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3118                           void *key)
3119 {
3120         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3123
3124 /*
3125  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3126  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3127  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3128  *
3129  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3130  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3131  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3132  */
3133 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3134                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3135 {
3136         wait_queue_t *curr, *next;
3137
3138         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3139                 unsigned flags = curr->flags;
3140
3141                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3142                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3143                         break;
3144         }
3145 }
3146
3147 /**
3148  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3149  * @q: the waitqueue
3150  * @mode: which threads
3151  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3152  * @key: is directly passed to the wakeup function
3153  *
3154  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3155  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3156  */
3157 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3158                         int nr_exclusive, void *key)
3159 {
3160         unsigned long flags;
3161
3162         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3163         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3164         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3165 }
3166 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3167
3168 /*
3169  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3170  */
3171 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3172 {
3173         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3174 }
3175 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3176
3177 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3178 {
3179         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3182
3183 /**
3184  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3185  * @q: the waitqueue
3186  * @mode: which threads
3187  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3188  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3189  *
3190  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3191  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3192  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3193  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3194  *
3195  * On UP it can prevent extra preemption.
3196  *
3197  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3198  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3199  */
3200 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3201                         int nr_exclusive, void *key)
3202 {
3203         unsigned long flags;
3204         int wake_flags = WF_SYNC;
3205
3206         if (unlikely(!q))
3207                 return;
3208
3209         if (unlikely(!nr_exclusive))
3210                 wake_flags = 0;
3211
3212         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3213         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3214         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3215 }
3216 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3217
3218 /*
3219  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3220  */
3221 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3222 {
3223         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3224 }
3225 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3226
3227 /**
3228  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3229  * @x:  holds the state of this particular completion
3230  *
3231  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3232  * awakened in the same order in which they were queued.
3233  *
3234  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3235  *
3236  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3237  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3238  */
3239 void complete(struct completion *x)
3240 {
3241         unsigned long flags;
3242
3243         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3244         x->done++;
3245         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3246         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(complete);
3249
3250 /**
3251  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3252  * @x:  holds the state of this particular completion
3253  *
3254  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3255  *
3256  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3257  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3258  */
3259 void complete_all(struct completion *x)
3260 {
3261         unsigned long flags;
3262
3263         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3264         x->done += UINT_MAX/2;
3265         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3266         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3267 }
3268 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3269
3270 static inline long __sched
3271 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3272 {
3273         if (!x->done) {
3274                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3275
3276                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3277                 do {
3278                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3279                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3280                                 break;
3281                         }
3282                         __set_current_state(state);
3283                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3284                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3285                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3286                 } while (!x->done && timeout);
3287                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3288                 if (!x->done)
3289                         return timeout;
3290         }
3291         x->done--;
3292         return timeout ?: 1;
3293 }
3294
3295 static long __sched
3296 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3297 {
3298         might_sleep();
3299
3300         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3301         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3302         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3303         return timeout;
3304 }
3305
3306 /**
3307  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3308  * @x:  holds the state of this particular completion
3309  *
3310  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3311  * interruptible and there is no timeout.
3312  *
3313  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3314  * and interrupt capability. Also see complete().
3315  */
3316 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3317 {
3318         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3319 }
3320 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3321
3322 /**
3323  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3324  * @x:  holds the state of this particular completion
3325  * @timeout:  timeout value in jiffies
3326  *
3327  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3328  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3329  * interruptible.
3330  *
3331  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3332  * jiffies left till timeout) if completed.
3333  */
3334 unsigned long __sched
3335 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3336 {
3337         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3338 }
3339 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3340
3341 /**
3342  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3343  * @x:  holds the state of this particular completion
3344  *
3345  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3346  * interruptible.
3347  *
3348  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3349  */
3350 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3351 {
3352         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3353         if (t == -ERESTARTSYS)
3354                 return t;
3355         return 0;
3356 }
3357 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3358
3359 /**
3360  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3361  * @x:  holds the state of this particular completion
3362  * @timeout:  timeout value in jiffies
3363  *
3364  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3365  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3366  *
3367  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3368  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3369  */
3370 long __sched
3371 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3372                                           unsigned long timeout)
3373 {
3374         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3375 }
3376 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3377
3378 /**
3379  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3380  * @x:  holds the state of this particular completion
3381  *
3382  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3383  * interrupted by a kill signal.
3384  *
3385  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3386  */
3387 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3388 {
3389         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3390         if (t == -ERESTARTSYS)
3391                 return t;
3392         return 0;
3393 }
3394 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3395
3396 /**
3397  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3398  * @x:  holds the state of this particular completion
3399  * @timeout:  timeout value in jiffies
3400  *
3401  * This waits for either a completion of a specific task to be
3402  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3403  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3404  *
3405  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3406  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3407  */
3408 long __sched
3409 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3410                                      unsigned long timeout)
3411 {
3412         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3413 }
3414 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3415
3416 /**
3417  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3418  *      @x:     completion structure
3419  *
3420  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3421  *               1 if a decrement succeeded.
3422  *
3423  *      If a completion is being used as a counting completion,
3424  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3425  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3426  *      is protecting is not available.
3427  */
3428 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3429 {
3430         unsigned long flags;
3431         int ret = 1;
3432
3433         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3434         if (!x->done)
3435                 ret = 0;
3436         else
3437                 x->done--;
3438         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3439         return ret;
3440 }
3441 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3442
3443 /**
3444  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3445  *      @x:     completion structure
3446  *
3447  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3448  *               1 if there are no waiters.
3449  *
3450  */
3451 bool completion_done(struct completion *x)
3452 {
3453         unsigned long flags;
3454         int ret = 1;
3455
3456         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3457         if (!x->done)
3458                 ret = 0;
3459         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3460         return ret;
3461 }
3462 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3463
3464 static long __sched
3465 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3466 {
3467         unsigned long flags;
3468         wait_queue_t wait;
3469
3470         init_waitqueue_entry(&wait, current);
3471
3472         __set_current_state(state);
3473
3474         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3475         __add_wait_queue(q, &wait);
3476         spin_unlock(&q->lock);
3477         timeout = schedule_timeout(timeout);
3478         spin_lock_irq(&q->lock);
3479         __remove_wait_queue(q, &wait);
3480         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3481
3482         return timeout;
3483 }
3484
3485 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3486 {
3487         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3488 }
3489 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
3490
3491 long __sched
3492 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3493 {
3494         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
3497
3498 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
3499 {
3500         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
3503
3504 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
3505 {
3506         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
3507 }
3508 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
3509
3510 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3511
3512 /*
3513  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3514  * @p: task
3515  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3516  *
3517  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3518  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3519  *
3520  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
3521  */
3522 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3523 {
3524         int oldprio, on_rq, running;
3525         struct rq *rq;
3526         const struct sched_class *prev_class;
3527
3528         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
3529
3530         rq = __task_rq_lock(p);
3531
3532         /*
3533          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3534          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3535          *
3536          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3537          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3538          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3539          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3540          * with interrupts disabled and will complete the lock
3541          * protected section without being interrupted. So there is no
3542          * real need to boost.
3543          */
3544         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3545                 WARN_ON(p != rq->curr);
3546                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3547                 goto out_unlock;
3548         }
3549
3550         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3551         oldprio = p->prio;
3552         prev_class = p->sched_class;
3553         on_rq = p->on_rq;
3554         running = task_current(rq, p);
3555         if (on_rq)
3556                 dequeue_task(rq, p, 0);
3557         if (running)
3558                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
3559
3560         if (rt_prio(prio))
3561                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3562         else
3563                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3564
3565         p->prio = prio;
3566
3567         if (running)
3568                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3569         if (on_rq)
3570                 enqueue_task(rq, p, oldprio < prio ? ENQUEUE_HEAD : 0);
3571
3572         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3573 out_unlock:
3574         __task_rq_unlock(rq);
3575 }
3576 #endif
3577 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3578 {
3579         int old_prio, delta, on_rq;
3580         unsigned long flags;
3581         struct rq *rq;
3582
3583         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
3584                 return;
3585         /*
3586          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3587          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3588          */
3589         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3590         /*
3591          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3592          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3593          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3594          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
3595          */
3596         if (task_has_rt_policy(p)) {
3597                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3598                 goto out_unlock;
3599         }
3600         on_rq = p->on_rq;
3601         if (on_rq)
3602                 dequeue_task(rq, p, 0);
3603
3604         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3605         set_load_weight(p);
3606         old_prio = p->prio;
3607         p->prio = effective_prio(p);
3608         delta = p->prio - old_prio;
3609
3610         if (on_rq) {
3611                 enqueue_task(rq, p, 0);
3612                 /*
3613                  * If the task increased its priority or is running and
3614                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3615                  */
3616                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3617                         resched_task(rq->curr);
3618         }
3619 out_unlock:
3620         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3623
3624 /*
3625  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3626  * @p: task
3627  * @nice: nice value
3628  */
3629 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3630 {
3631         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3632         int nice_rlim = 20 - nice;
3633
3634         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3635                 capable(CAP_SYS_NICE));
3636 }
3637
3638 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3639
3640 /*
3641  * sys_nice - change the priority of the current process.
3642  * @increment: priority increment
3643  *
3644  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3645  * does similar things.
3646  */
3647 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)