Merge branch 'p-ti-linux-3.8.y' into p-ti-android-3.8.y
[android-sdk/kernel-video.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  */
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>
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
85 #include "sched.h"
86 #include "../workqueue_sched.h"
87 #include "../smpboot.h"
89 #define CREATE_TRACE_POINTS
90 #include <trace/events/sched.h>
92 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
93 {
94         unsigned long delta;
95         ktime_t soft, hard, now;
97         for (;;) {
98                 if (hrtimer_active(period_timer))
99                         break;
101                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
102                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
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         }
112 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
115 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
117 void update_rq_clock(struct rq *rq)
119         s64 delta;
121         if (rq->skip_clock_update > 0)
122                 return;
124         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
125         rq->clock += delta;
126         update_rq_clock_task(rq, delta);
129 /*
130  * Debugging: various feature bits
131  */
133 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
134         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
136 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
137 #include "features.h"
138         0;
140 #undef SCHED_FEAT
142 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
143 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
144         #name ,
146 static const char * const sched_feat_names[] = {
147 #include "features.h"
148 };
150 #undef SCHED_FEAT
152 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
154         int i;
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");
163         return 0;
166 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
168 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
169 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
171 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
172         jump_label_key__##enabled ,
174 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
175 #include "features.h"
176 };
178 #undef SCHED_FEAT
180 static void sched_feat_disable(int i)
182         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
183                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
186 static void sched_feat_enable(int i)
188         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
189                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
191 #else
192 static void sched_feat_disable(int i) { };
193 static void sched_feat_enable(int i) { };
194 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
196 static int sched_feat_set(char *cmp)
198         int i;
199         int neg = 0;
201         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
202                 neg = 1;
203                 cmp += 3;
204         }
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         }
219         return i;
222 static ssize_t
223 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
224                 size_t cnt, loff_t *ppos)
226         char buf[64];
227         char *cmp;
228         int i;
230         if (cnt > 63)
231                 cnt = 63;
233         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
234                 return -EFAULT;
236         buf[cnt] = 0;
237         cmp = strstrip(buf);
239         i = sched_feat_set(cmp);
240         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
241                 return -EINVAL;
243         *ppos += cnt;
245         return cnt;
248 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
250         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
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 };
261 static __init int sched_init_debug(void)
263         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
264                         &sched_feat_fops);
266         return 0;
268 late_initcall(sched_init_debug);
269 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
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;
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;
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;
291 __read_mostly int scheduler_running;
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;
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)
307         struct rq *rq;
309         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
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         }
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)
327         struct rq *rq;
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         }
340 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
341         __releases(rq->lock)
343         raw_spin_unlock(&rq->lock);
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)
351         raw_spin_unlock(&rq->lock);
352         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
355 /*
356  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
357  */
358 static struct rq *this_rq_lock(void)
359         __acquires(rq->lock)
361         struct rq *rq;
363         local_irq_disable();
364         rq = this_rq();
365         raw_spin_lock(&rq->lock);
367         return rq;
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  */
382 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
384         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
385                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
388 /*
389  * High-resolution timer tick.
390  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
391  */
392 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
394         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
396         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
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);
403         return HRTIMER_NORESTART;
406 #ifdef CONFIG_SMP
407 /*
408  * called from hardirq (IPI) context
409  */
410 static void __hrtick_start(void *arg)
412         struct rq *rq = arg;
414         raw_spin_lock(&rq->lock);
415         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
416         rq->hrtick_csd_pending = 0;
417         raw_spin_unlock(&rq->lock);
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)
427         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
428         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
430         hrtimer_set_expires(timer, time);
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         }
440 static int
441 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
443         int cpu = (int)(long)hcpu;
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         }
456         return NOTIFY_DONE;
459 static __init void init_hrtick(void)
461         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
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)
471         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
472                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
475 static inline void init_hrtick(void)
478 #endif /* CONFIG_SMP */
480 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
482 #ifdef CONFIG_SMP
483         rq->hrtick_csd_pending = 0;
485         rq->hrtick_csd.flags = 0;
486         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
487         rq->hrtick_csd.info = rq;
488 #endif
490         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
491         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
493 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
494 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
498 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
502 static inline void init_hrtick(void)
505 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
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
516 #ifndef tsk_is_polling
517 #define tsk_is_polling(t) 0
518 #endif
520 void resched_task(struct task_struct *p)
522         int cpu;
524         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
526         if (test_tsk_need_resched(p))
527                 return;
529         set_tsk_need_resched(p);
531         cpu = task_cpu(p);
532         if (cpu == smp_processor_id())
533                 return;
535         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
536         smp_mb();
537         if (!tsk_is_polling(p))
538                 smp_send_reschedule(cpu);
541 void resched_cpu(int cpu)
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544         unsigned long flags;
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);
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)
563         int cpu = smp_processor_id();
564         int i;
565         struct sched_domain *sd;
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;
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)
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
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;
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);
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);
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
622         int cpu = smp_processor_id();
623         return idle_cpu(cpu) && test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
626 #else /* CONFIG_NO_HZ */
628 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
630         return false;
633 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
635 void sched_avg_update(struct rq *rq)
637         s64 period = sched_avg_period();
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         }
651 #else /* !CONFIG_SMP */
652 void resched_task(struct task_struct *p)
654         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
655         set_tsk_need_resched(p);
657 #endif /* CONFIG_SMP */
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)
670         struct task_group *parent, *child;
671         int ret;
673         parent = from;
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;
683 up:
684                 continue;
685         }
686         ret = (*up)(parent, data);
687         if (ret || parent == from)
688                 goto out;
690         child = parent;
691         parent = parent->parent;
692         if (parent)
693                 goto up;
694 out:
695         return ret;
698 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
700         return 0;
702 #endif
704 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
706         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
707         struct load_weight *load = &p->se.load;
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         }
718         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
719         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
722 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
724         update_rq_clock(rq);
725         sched_info_queued(p);
726         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
729 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
731         update_rq_clock(rq);
732         sched_info_dequeued(p);
733         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
736 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
738         if (task_contributes_to_load(p))
739                 rq->nr_uninterruptible--;
741         enqueue_task(rq, p, flags);
744 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
746         if (task_contributes_to_load(p))
747                 rq->nr_uninterruptible++;
749         dequeue_task(rq, p, flags);
752 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
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;
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;
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;
789                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
790                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
792                 if (unlikely(steal > delta))
793                         steal = delta;
795                 st = steal_ticks(steal);
796                 steal = st * TICK_NSEC;
798                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
800                 delta -= steal;
801         }
802 #endif
804         rq->clock_task += delta;
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
812 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
814         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
815         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
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);
828                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
829         }
831         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
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         }
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)
847         return p->static_prio;
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)
859         int prio;
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;
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)
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;
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)
894         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
898                                        const struct sched_class *prev_class,
899                                        int oldprio)
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);
909 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
911         const struct sched_class *class;
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         }
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;
934 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(task_migration_notifier);
936 void register_task_migration_notifier(struct notifier_block *n)
938         atomic_notifier_chain_register(&task_migration_notifier, n);
941 #ifdef CONFIG_SMP
942 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
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));
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
968         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
970         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
971                 struct task_migration_notifier tmn;
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);
978                 tmn.task = p;
979                 tmn.from_cpu = task_cpu(p);
980                 tmn.to_cpu = new_cpu;
982                 atomic_notifier_call_chain(&task_migration_notifier, 0, &tmn);
983         }
985         __set_task_cpu(p, new_cpu);
988 struct migration_arg {
989         struct task_struct *task;
990         int dest_cpu;
991 };
993 static int migration_cpu_stop(void *data);
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)
1013         unsigned long flags;
1014         int running, on_rq;
1015         unsigned long ncsw;
1016         struct rq *rq;
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);
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                 }
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);
1058                 /*
1059                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1060                  */
1061                 if (unlikely(!ncsw))
1062                         break;
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                 }
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);
1087                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1088                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1089                         continue;
1090                 }
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         }
1100         return ncsw;
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)
1118         int cpu;
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();
1126 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1127 #endif /* CONFIG_SMP */
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)
1135         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
1136         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1137         int dest_cpu;
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         }
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                 }
1159                 switch (state) {
1160                 case cpuset:
1161                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1162                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1163                         state = possible;
1164                         break;
1166                 case possible:
1167                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1168                         state = fail;
1169                         break;
1171                 case fail:
1172                         BUG();
1173                         break;
1174                 }
1175         }
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         }
1190         return dest_cpu;
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)
1199         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
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);
1215         return cpu;
1218 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1220         s64 diff = sample - *avg;
1221         *avg += diff >> 3;
1223 #endif
1225 static void
1226 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1228 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1229         struct rq *rq = this_rq();
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232         int this_cpu = smp_processor_id();
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;
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         }
1251         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1252                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1254 #endif /* CONFIG_SMP */
1256         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1257         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1259         if (wake_flags & WF_SYNC)
1260                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1262 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1265 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1267         activate_task(rq, p, en_flags);
1268         p->on_rq = 1;
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));
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)
1281         trace_sched_wakeup(p, true);
1282         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1284         p->state = TASK_RUNNING;
1285 #ifdef CONFIG_SMP
1286         if (p->sched_class->task_woken)
1287                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1289         if (rq->idle_stamp) {
1290                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
1291                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
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
1302 static void
1303 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1305 #ifdef CONFIG_SMP
1306         if (p->sched_contributes_to_load)
1307                 rq->nr_uninterruptible--;
1308 #endif
1310         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1311         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
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)
1322         struct rq *rq;
1323         int ret = 0;
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);
1332         return ret;
1335 #ifdef CONFIG_SMP
1336 static void sched_ttwu_pending(void)
1338         struct rq *rq = this_rq();
1339         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1340         struct task_struct *p;
1342         raw_spin_lock(&rq->lock);
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         }
1350         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1353 void scheduler_ipi(void)
1355         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1356                 return;
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();
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();
1384 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1386         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list))
1387                 smp_send_reschedule(cpu);
1390 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1392         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1394 #endif /* CONFIG_SMP */
1396 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1398         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
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
1408         raw_spin_lock(&rq->lock);
1409         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1410         raw_spin_unlock(&rq->lock);
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)
1431         unsigned long flags;
1432         int cpu, success = 0;
1434         smp_wmb();
1435         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1436         if (!(p->state & state))
1437                 goto out;
1439         success = 1; /* we're going to change ->state */
1440         cpu = task_cpu(p);
1442         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1443                 goto stat;
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();
1457         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1458         p->state = TASK_WAKING;
1460         if (p->sched_class->task_waking)
1461                 p->sched_class->task_waking(p);
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 */
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);
1476         return success;
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)
1489         struct rq *rq = task_rq(p);
1491         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1492             WARN_ON_ONCE(p == current))
1493                 return;
1495         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1497         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1498                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1499                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1500                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1501         }
1503         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1504                 goto out;
1506         if (!p->on_rq)
1507                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1509         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1510         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1511 out:
1512         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1515 /**
1516  * wake_up_process - Wake up a specific process
1517  * @p: The process to be woken up.
1518  *
1519  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1520  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
1521  * running.
1522  *
1523  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1524  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1525  */
1526 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1528         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1529         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1531 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1533 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1535         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1538 /*
1539  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1540  * p is forked by current.
1541  *
1542  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1543  */
1544 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1546         p->on_rq                        = 0;
1548         p->se.on_rq                     = 0;
1549         p->se.exec_start                = 0;
1550         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1551         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1552         p->se.nr_migrations             = 0;
1553         p->se.vruntime                  = 0;
1554         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1556 /*
1557  * Load-tracking only depends on SMP, FAIR_GROUP_SCHED dependency below may be
1558  * removed when useful for applications beyond shares distribution (e.g.
1559  * load-balance).
1560  */
1561 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)
1562         p->se.avg.runnable_avg_period = 0;
1563         p->se.avg.runnable_avg_sum = 0;
1564 #endif
1565 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1566         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1567 #endif
1569         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1571 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1572         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1573 #endif
1575 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1576         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1577                 p->mm->numa_next_scan = jiffies;
1578                 p->mm->numa_next_reset = jiffies;
1579                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1580         }
1582         p->node_stamp = 0ULL;
1583         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1584         p->numa_migrate_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq - 1 : 0;
1585         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1586         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1587 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1590 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1591 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1592 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1594         if (enabled)
1595                 sched_feat_set("NUMA");
1596         else
1597                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1599 #else
1600 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1602 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1604         numabalancing_enabled = enabled;
1606 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1607 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1609 /*
1610  * fork()/clone()-time setup:
1611  */
1612 void sched_fork(struct task_struct *p)
1614         unsigned long flags;
1615         int cpu = get_cpu();
1617         __sched_fork(p);
1618         /*
1619          * We mark the process as running here. This guarantees that
1620          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1621          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1622          */
1623         p->state = TASK_RUNNING;
1625         /*
1626          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1627          */
1628         p->prio = current->normal_prio;
1630         /*
1631          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1632          */
1633         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1634                 if (task_has_rt_policy(p)) {
1635                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1636                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1637                         p->rt_priority = 0;
1638                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1639                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1641                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1642                 set_load_weight(p);
1644                 /*
1645                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1646                  * fulfilled its duty:
1647                  */
1648                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1649         }
1651         if (!rt_prio(p->prio))
1652                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1654         if (p->sched_class->task_fork)
1655                 p->sched_class->task_fork(p);
1657         /*
1658          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1659          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1660          * is ran before sched_fork().
1661          *
1662          * Silence PROVE_RCU.
1663          */
1664         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1665         set_task_cpu(p, cpu);
1666         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1668 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1669         if (likely(sched_info_on()))
1670                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1671 #endif
1672 #if defined(CONFIG_SMP)
1673         p->on_cpu = 0;
1674 #endif
1675 #ifdef CONFIG_PREEMPT_COUNT
1676         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1677         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1678 #endif
1679 #ifdef CONFIG_SMP
1680         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1681 #endif
1683         put_cpu();
1686 /*
1687  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1688  *
1689  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1690  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1691  * on the runqueue and wakes it.
1692  */
1693 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
1695         unsigned long flags;
1696         struct rq *rq;
1698         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1699 #ifdef CONFIG_SMP
1700         /*
1701          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
1702          *  - cpus_allowed can change in the fork path
1703          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
1704          */
1705         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0));
1706 #endif
1708         rq = __task_rq_lock(p);
1709         activate_task(rq, p, 0);
1710         p->on_rq = 1;
1711         trace_sched_wakeup_new(p, true);
1712         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
1713 #ifdef CONFIG_SMP
1714         if (p->sched_class->task_woken)
1715                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1716 #endif
1717         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1720 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1722 /**
1723  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
1724  * @notifier: notifier struct to register
1725  */
1726 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
1728         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
1730 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
1732 /**
1733  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
1734  * @notifier: notifier struct to unregister
1735  *
1736  * This is safe to call from within a preemption notifier.
1737  */
1738 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
1740         hlist_del(&notifier->link);
1742 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
1744 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1746         struct preempt_notifier *notifier;
1747         struct hlist_node *node;
1749         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1750                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
1753 static void
1754 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1755                                  struct task_struct *next)
1757         struct preempt_notifier *notifier;
1758         struct hlist_node *node;
1760         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
1761                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
1764 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1766 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
1770 static void
1771 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
1772                                  struct task_struct *next)
1776 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
1778 /**
1779  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
1780  * @rq: the runqueue preparing to switch
1781  * @prev: the current task that is being switched out
1782  * @next: the task we are going to switch to.
1783  *
1784  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
1785  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
1786  * switch.
1787  *
1788  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
1789  * hooks.
1790  */
1791 static inline void
1792 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1793                     struct task_struct *next)
1795         trace_sched_switch(prev, next);
1796         sched_info_switch(prev, next);
1797         perf_event_task_sched_out(prev, next);
1798         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
1799         prepare_lock_switch(rq, next);
1800         prepare_arch_switch(next);
1803 /**
1804  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
1805  * @rq: runqueue associated with task-switch
1806  * @prev: the thread we just switched away from.
1807  *
1808  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
1809  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
1810  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
1811  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
1812  *
1813  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
1814  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
1815  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
1816  * details.)
1817  */
1818 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1819         __releases(rq->lock)
1821         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
1822         long prev_state;
1824         rq->prev_mm = NULL;
1826         /*
1827          * A task struct has one reference for the use as "current".
1828          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
1829          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
1830          * the scheduled task must drop that reference.
1831          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
1832          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
1833          * there before we look at prev->state, and then the reference would
1834          * be dropped twice.
1835          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
1836          */
1837         prev_state = prev->state;
1838         vtime_task_switch(prev);
1839         finish_arch_switch(prev);
1840         perf_event_task_sched_in(prev, current);
1841         finish_lock_switch(rq, prev);
1842         finish_arch_post_lock_switch();
1844         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
1845         if (mm)
1846                 mmdrop(mm);
1847         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
1848                 /*
1849                  * Remove function-return probe instances associated with this
1850                  * task and put them back on the free list.
1851                  */
1852                 kprobe_flush_task(prev);
1853                 put_task_struct(prev);
1854         }
1857 #ifdef CONFIG_SMP
1859 /* assumes rq->lock is held */
1860 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1862         if (prev->sched_class->pre_schedule)
1863                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
1866 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
1867 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1869         if (rq->post_schedule) {
1870                 unsigned long flags;
1872                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1873                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
1874                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
1875                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1877                 rq->post_schedule = 0;
1878         }
1881 #else
1883 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1887 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
1891 #endif
1893 /**
1894  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
1895  * @prev: the thread we just switched away from.
1896  */
1897 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
1898         __releases(rq->lock)
1900         struct rq *rq = this_rq();
1902         finish_task_switch(rq, prev);
1904         /*
1905          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
1906          * task_switch?
1907          */
1908         post_schedule(rq);
1910 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1911         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
1912         preempt_enable();
1913 #endif
1914         if (current->set_child_tid)
1915                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
1918 /*
1919  * context_switch - switch to the new MM and the new
1920  * thread's register state.
1921  */
1922 static inline void
1923 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
1924                struct task_struct *next)
1926         struct mm_struct *mm, *oldmm;
1928         prepare_task_switch(rq, prev, next);
1930         mm = next->mm;
1931         oldmm = prev->active_mm;
1932         /*
1933          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
1934          * combine the page table reload and the switch backend into
1935          * one hypercall.
1936          */
1937         arch_start_context_switch(prev);
1939         if (!mm) {
1940                 next->active_mm = oldmm;
1941                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
1942                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
1943         } else
1944                 switch_mm(oldmm, mm, next);
1946         if (!prev->mm) {
1947                 prev->active_mm = NULL;
1948                 rq->prev_mm = oldmm;
1949         }
1950         /*
1951          * Since the runqueue lock will be released by the next
1952          * task (which is an invalid locking op but in the case
1953          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
1954          * do an early lockdep release here:
1955          */
1956 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
1957         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
1958 #endif
1960         context_tracking_task_switch(prev, next);
1961         /* Here we just switch the register state and the stack. */
1962         switch_to(prev, next, prev);
1964         barrier();
1965         /*
1966          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
1967          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
1968          * frame will be invalid.
1969          */
1970         finish_task_switch(this_rq(), prev);
1973 /*
1974  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
1975  *
1976  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
1977  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
1978  * number of context switches performed since bootup.
1979  */
1980 unsigned long nr_running(void)
1982         unsigned long i, sum = 0;
1984         for_each_online_cpu(i)
1985                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
1987         return sum;
1990 unsigned long nr_uninterruptible(void)
1992         unsigned long i, sum = 0;
1994         for_each_possible_cpu(i)
1995                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
1997         /*
1998          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
1999          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2000          */
2001         if (unlikely((long)sum < 0))
2002                 sum = 0;
2004         return sum;
2007 unsigned long long nr_context_switches(void)
2009         int i;
2010         unsigned long long sum = 0;
2012         for_each_possible_cpu(i)
2013                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2015         return sum;
2018 unsigned long nr_iowait(void)
2020         unsigned long i, sum = 0;
2022         for_each_possible_cpu(i)
2023                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2025         return sum;
2028 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2030         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2031         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2034 unsigned long this_cpu_load(void)
2036         struct rq *this = this_rq();
2037         return this->cpu_load[0];
2041 /*
2042  * Global load-average calculations
2043  *
2044  * We take a distributed and async approach to calculating the global load-avg
2045  * in order to minimize overhead.
2046  *
2047  * The global load average is an exponentially decaying average of nr_running +
2048  * nr_uninterruptible.
2049  *
2050  * Once every LOAD_FREQ:
2051  *
2052  *   nr_active = 0;
2053  *   for_each_possible_cpu(cpu)
2054  *      nr_active += cpu_of(cpu)->nr_running + cpu_of(cpu)->nr_uninterruptible;
2055  *
2056  *   avenrun[n] = avenrun[0] * exp_n + nr_active * (1 - exp_n)
2057  *
2058  * Due to a number of reasons the above turns in the mess below:
2059  *
2060  *  - for_each_possible_cpu() is prohibitively expensive on machines with
2061  *    serious number of cpus, therefore we need to take a distributed approach
2062  *    to calculating nr_active.
2063  *
2064  *        \Sum_i x_i(t) = \Sum_i x_i(t) - x_i(t_0) | x_i(t_0) := 0
2065  *                      = \Sum_i { \Sum_j=1 x_i(t_j) - x_i(t_j-1) }
2066  *
2067  *    So assuming nr_active := 0 when we start out -- true per definition, we
2068  *    can simply take per-cpu deltas and fold those into a global accumulate
2069  *    to obtain the same result. See calc_load_fold_active().
2070  *
2071  *    Furthermore, in order to avoid synchronizing all per-cpu delta folding
2072  *    across the machine, we assume 10 ticks is sufficient time for every
2073  *    cpu to have completed this task.
2074  *
2075  *    This places an upper-bound on the IRQ-off latency of the machine. Then
2076  *    again, being late doesn't loose the delta, just wrecks the sample.
2077  *
2078  *  - cpu_rq()->nr_uninterruptible isn't accurately tracked per-cpu because
2079  *    this would add another cross-cpu cacheline miss and atomic operation
2080  *    to the wakeup path. Instead we increment on whatever cpu the task ran
2081  *    when it went into uninterruptible state and decrement on whatever cpu
2082  *    did the wakeup. This means that only the sum of nr_uninterruptible over
2083  *    all cpus yields the correct result.
2084  *
2085  *  This covers the NO_HZ=n code, for extra head-aches, see the comment below.
2086  */
2088 /* Variables and functions for calc_load */
2089 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2090 static unsigned long calc_load_update;
2091 unsigned long avenrun[3];
2092 EXPORT_SYMBOL(avenrun); /* should be removed */
2094 /**
2095  * get_avenrun - get the load average array
2096  * @loads:      pointer to dest load array
2097  * @offset:     offset to add
2098  * @shift:      shift count to shift the result left
2099  *
2100  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2101  */
2102 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2104         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2105         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2106         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2109 static long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq)
2111         long nr_active, delta = 0;
2113         nr_active = this_rq->nr_running;
2114         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2116         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2117                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2118                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2119         }
2121         return delta;
2124 /*
2125  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2126  */
2127 static unsigned long
2128 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2130         load *= exp;
2131         load += active * (FIXED_1 - exp);
2132         load += 1UL << (FSHIFT - 1);
2133         return load >> FSHIFT;
2136 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2137 /*
2138  * Handle NO_HZ for the global load-average.
2139  *
2140  * Since the above described distributed algorithm to compute the global
2141  * load-average relies on per-cpu sampling from the tick, it is affected by
2142  * NO_HZ.
2143  *
2144  * The basic idea is to fold the nr_active delta into a global idle-delta upon
2145  * entering NO_HZ state such that we can include this as an 'extra' cpu delta
2146  * when we read the global state.
2147  *
2148  * Obviously reality has to ruin such a delightfully simple scheme:
2149  *
2150  *  - When we go NO_HZ idle during the window, we can negate our sample
2151  *    contribution, causing under-accounting.
2152  *
2153  *    We avoid this by keeping two idle-delta counters and flipping them
2154  *    when the window starts, thus separating old and new NO_HZ load.
2155  *
2156  *    The only trick is the slight shift in index flip for read vs write.
2157  *
2158  *        0s            5s            10s           15s
2159  *          +10           +10           +10           +10
2160  *        |-|-----------|-|-----------|-|-----------|-|
2161  *    r:0 0 1           1 0           0 1           1 0
2162  *    w:0 1 1           0 0           1 1           0 0
2163  *
2164  *    This ensures we'll fold the old idle contribution in this window while
2165  *    accumlating the new one.
2166  *
2167  *  - When we wake up from NO_HZ idle during the window, we push up our
2168  *    contribution, since we effectively move our sample point to a known
2169  *    busy state.
2170  *
2171  *    This is solved by pushing the window forward, and thus skipping the
2172  *    sample, for this cpu (effectively using the idle-delta for this cpu which
2173  *    was in effect at the time the window opened). This also solves the issue
2174  *    of having to deal with a cpu having been in NOHZ idle for multiple
2175  *    LOAD_FREQ intervals.
2176  *
2177  * When making the ILB scale, we should try to pull this in as well.
2178  */
2179 static atomic_long_t calc_load_idle[2];
2180 static int calc_load_idx;
2182 static inline int calc_load_write_idx(void)
2184         int idx = calc_load_idx;
2186         /*
2187          * See calc_global_nohz(), if we observe the new index, we also
2188          * need to observe the new update time.
2189          */
2190         smp_rmb();
2192         /*
2193          * If the folding window started, make sure we start writing in the
2194          * next idle-delta.
2195          */
2196         if (!time_before(jiffies, calc_load_update))
2197                 idx++;
2199         return idx & 1;
2202 static inline int calc_load_read_idx(void)
2204         return calc_load_idx & 1;
2207 void calc_load_enter_idle(void)
2209         struct rq *this_rq = this_rq();
2210         long delta;
2212         /*
2213          * We're going into NOHZ mode, if there's any pending delta, fold it
2214          * into the pending idle delta.
2215          */
2216         delta = calc_load_fold_active(this_rq);
2217         if (delta) {
2218                 int idx = calc_load_write_idx();
2219                 atomic_long_add(delta, &calc_load_idle[idx]);
2220         }
2223 void calc_load_exit_idle(void)
2225         struct rq *this_rq = this_rq();
2227         /*
2228          * If we're still before the sample window, we're done.
2229          */
2230         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2231                 return;
2233         /*
2234          * We woke inside or after the sample window, this means we're already
2235          * accounted through the nohz accounting, so skip the entire deal and
2236          * sync up for the next window.
2237          */
2238         this_rq->calc_load_update = calc_load_update;
2239         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update + 10))
2240                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2243 static long calc_load_fold_idle(void)
2245         int idx = calc_load_read_idx();
2246         long delta = 0;
2248         if (atomic_long_read(&calc_load_idle[idx]))
2249                 delta = atomic_long_xchg(&calc_load_idle[idx], 0);
2251         return delta;
2254 /**
2255  * fixed_power_int - compute: x^n, in O(log n) time
2256  *
2257  * @x:         base of the power
2258  * @frac_bits: fractional bits of @x
2259  * @n:         power to raise @x to.
2260  *
2261  * By exploiting the relation between the definition of the natural power
2262  * function: x^n := x*x*...*x (x multiplied by itself for n times), and
2263  * the binary encoding of numbers used by computers: n := \Sum n_i * 2^i,
2264  * (where: n_i \elem {0, 1}, the binary vector representing n),
2265  * we find: x^n := x^(\Sum n_i * 2^i) := \Prod x^(n_i * 2^i), which is
2266  * of course trivially computable in O(log_2 n), the length of our binary
2267  * vector.
2268  */
2269 static unsigned long
2270 fixed_power_int(unsigned long x, unsigned int frac_bits, unsigned int n)
2272         unsigned long result = 1UL << frac_bits;
2274         if (n) for (;;) {
2275                 if (n & 1) {
2276                         result *= x;
2277                         result += 1UL << (frac_bits - 1);
2278                         result >>= frac_bits;
2279                 }
2280                 n >>= 1;
2281                 if (!n)
2282                         break;
2283                 x *= x;
2284                 x += 1UL << (frac_bits - 1);
2285                 x >>= frac_bits;
2286         }
2288         return result;
2291 /*
2292  * a1 = a0 * e + a * (1 - e)
2293  *
2294  * a2 = a1 * e + a * (1 - e)
2295  *    = (a0 * e + a * (1 - e)) * e + a * (1 - e)
2296  *    = a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)
2297  *
2298  * a3 = a2 * e + a * (1 - e)
2299  *    = (a0 * e^2 + a * (1 - e) * (1 + e)) * e + a * (1 - e)
2300  *    = a0 * e^3 + a * (1 - e) * (1 + e + e^2)
2301  *
2302  *  ...
2303  *
2304  * an = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 + e + ... + e^n-1) [1]
2305  *    = a0 * e^n + a * (1 - e) * (1 - e^n)/(1 - e)
2306  *    = a0 * e^n + a * (1 - e^n)
2307  *
2308  * [1] application of the geometric series:
2309  *
2310  *              n         1 - x^(n+1)
2311  *     S_n := \Sum x^i = -------------
2312  *             i=0          1 - x
2313  */
2314 static unsigned long
2315 calc_load_n(unsigned long load, unsigned long exp,
2316             unsigned long active, unsigned int n)
2319         return calc_load(load, fixed_power_int(exp, FSHIFT, n), active);
2322 /*
2323  * NO_HZ can leave us missing all per-cpu ticks calling
2324  * calc_load_account_active(), but since an idle CPU folds its delta into
2325  * calc_load_tasks_idle per calc_load_account_idle(), all we need to do is fold
2326  * in the pending idle delta if our idle period crossed a load cycle boundary.
2327  *
2328  * Once we've updated the global active value, we need to apply the exponential
2329  * weights adjusted to the number of cycles missed.
2330  */
2331 static void calc_global_nohz(void)
2333         long delta, active, n;
2335         if (!time_before(jiffies, calc_load_update + 10)) {
2336                 /*
2337                  * Catch-up, fold however many we are behind still
2338                  */
2339                 delta = jiffies - calc_load_update - 10;
2340                 n = 1 + (delta / LOAD_FREQ);
2342                 active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2343                 active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2345                 avenrun[0] = calc_load_n(avenrun[0], EXP_1, active, n);
2346                 avenrun[1] = calc_load_n(avenrun[1], EXP_5, active, n);
2347                 avenrun[2] = calc_load_n(avenrun[2], EXP_15, active, n);
2349                 calc_load_update += n * LOAD_FREQ;
2350         }
2352         /*
2353          * Flip the idle index...
2354          *
2355          * Make sure we first write the new time then flip the index, so that
2356          * calc_load_write_idx() will see the new time when it reads the new
2357          * index, this avoids a double flip messing things up.
2358          */
2359         smp_wmb();
2360         calc_load_idx++;
2362 #else /* !CONFIG_NO_HZ */
2364 static inline long calc_load_fold_idle(void) { return 0; }
2365 static inline void calc_global_nohz(void) { }
2367 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2369 /*
2370  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2371  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2372  */
2373 void calc_global_load(unsigned long ticks)
2375         long active, delta;
2377         if (time_before(jiffies, calc_load_update + 10))
2378                 return;
2380         /*
2381          * Fold the 'old' idle-delta to include all NO_HZ cpus.
2382          */
2383         delta = calc_load_fold_idle();
2384         if (delta)
2385                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2387         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2388         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2390         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2391         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2392         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2394         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2396         /*
2397          * In case we idled for multiple LOAD_FREQ intervals, catch up in bulk.
2398          */
2399         calc_global_nohz();
2402 /*
2403  * Called from update_cpu_load() to periodically update this CPU's
2404  * active count.
2405  */
2406 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2408         long delta;
2410         if (time_before(jiffies, this_rq->calc_load_update))
2411                 return;
2413         delta  = calc_load_fold_active(this_rq);
2414         if (delta)
2415                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2417         this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
2420 /*
2421  * End of global load-average stuff
2422  */
2424 /*
2425  * The exact cpuload at various idx values, calculated at every tick would be
2426  * load = (2^idx - 1) / 2^idx * load + 1 / 2^idx * cur_load
2427  *
2428  * If a cpu misses updates for n-1 ticks (as it was idle) and update gets called
2429  * on nth tick when cpu may be busy, then we have:
2430  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2431  * load = (2^idx - 1) / 2^idx) * load + 1 / 2^idx * cur_load
2432  *
2433  * decay_load_missed() below does efficient calculation of
2434  * load = ((2^idx - 1) / 2^idx)^(n-1) * load
2435  * avoiding 0..n-1 loop doing load = ((2^idx - 1) / 2^idx) * load
2436  *
2437  * The calculation is approximated on a 128 point scale.
2438  * degrade_zero_ticks is the number of ticks after which load at any
2439  * particular idx is approximated to be zero.
2440  * degrade_factor is a precomputed table, a row for each load idx.
2441  * Each column corresponds to degradation factor for a power of two ticks,
2442  * based on 128 point scale.
2443  * Example:
2444  * row 2, col 3 (=12) says that the degradation at load idx 2 after
2445  * 8 ticks is 12/128 (which is an approximation of exact factor 3^8/4^8).
2446  *
2447  * With this power of 2 load factors, we can degrade the load n times
2448  * by looking at 1 bits in n and doing as many mult/shift instead of
2449  * n mult/shifts needed by the exact degradation.
2450  */
2451 #define DEGRADE_SHIFT           7
2452 static const unsigned char
2453                 degrade_zero_ticks[CPU_LOAD_IDX_MAX] = {0, 8, 32, 64, 128};
2454 static const unsigned char
2455                 degrade_factor[CPU_LOAD_IDX_MAX][DEGRADE_SHIFT + 1] = {
2456                                         {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0},
2457                                         {64, 32, 8, 0, 0, 0, 0, 0},
2458                                         {96, 72, 40, 12, 1, 0, 0},
2459                                         {112, 98, 75, 43, 15, 1, 0},
2460                                         {120, 112, 98, 76, 45, 16, 2} };
2462 /*
2463  * Update cpu_load for any missed ticks, due to tickless idle. The backlog
2464  * would be when CPU is idle and so we just decay the old load without
2465  * adding any new load.
2466  */
2467 static unsigned long
2468 decay_load_missed(unsigned long load, unsigned long missed_updates, int idx)
2470         int j = 0;
2472         if (!missed_updates)
2473                 return load;
2475         if (missed_updates >= degrade_zero_ticks[idx])
2476                 return 0;
2478         if (idx == 1)
2479                 return load >> missed_updates;
2481         while (missed_updates) {
2482                 if (missed_updates % 2)
2483                         load = (load * degrade_factor[idx][j]) >> DEGRADE_SHIFT;
2485                 missed_updates >>= 1;
2486                 j++;
2487         }
2488         return load;
2491 /*
2492  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2493  * scheduler tick (TICK_NSEC). With tickless idle this will not be called
2494  * every tick. We fix it up based on jiffies.
2495  */
2496 static void __update_cpu_load(struct rq *this_rq, unsigned long this_load,
2497                               unsigned long pending_updates)
2499         int i, scale;
2501         this_rq->nr_load_updates++;
2503         /* Update our load: */
2504         this_rq->cpu_load[0] = this_load; /* Fasttrack for idx 0 */
2505         for (i = 1, scale = 2; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2506                 unsigned long old_load, new_load;
2508                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2510                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2511                 old_load = decay_load_missed(old_load, pending_updates - 1, i);
2512                 new_load = this_load;
2513                 /*
2514                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2515                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2516                  * example.
2517                  */
2518                 if (new_load > old_load)
2519                         new_load += scale - 1;
2521                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load * (scale - 1) + new_load) >> i;
2522         }
2524         sched_avg_update(this_rq);
2527 #ifdef CONFIG_NO_HZ
2528 /*
2529  * There is no sane way to deal with nohz on smp when using jiffies because the
2530  * cpu doing the jiffies update might drift wrt the cpu doing the jiffy reading
2531  * causing off-by-one errors in observed deltas; {0,2} instead of {1,1}.
2532  *
2533  * Therefore we cannot use the delta approach from the regular tick since that
2534  * would seriously skew the load calculation. However we'll make do for those
2535  * updates happening while idle (nohz_idle_balance) or coming out of idle
2536  * (tick_nohz_idle_exit).
2537  *
2538  * This means we might still be one tick off for nohz periods.
2539  */
2541 /*
2542  * Called from nohz_idle_balance() to update the load ratings before doing the
2543  * idle balance.
2544  */
2545 void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq)
2547         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2548         unsigned long load = this_rq->load.weight;
2549         unsigned long pending_updates;
2551         /*
2552          * bail if there's load or we're actually up-to-date.
2553          */
2554         if (load || curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2555                 return;
2557         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2558         this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2560         __update_cpu_load(this_rq, load, pending_updates);
2563 /*
2564  * Called from tick_nohz_idle_exit() -- try and fix up the ticks we missed.
2565  */
2566 void update_cpu_load_nohz(void)
2568         struct rq *this_rq = this_rq();
2569         unsigned long curr_jiffies = ACCESS_ONCE(jiffies);
2570         unsigned long pending_updates;
2572         if (curr_jiffies == this_rq->last_load_update_tick)
2573                 return;
2575         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
2576         pending_updates = curr_jiffies - this_rq->last_load_update_tick;
2577         if (pending_updates) {
2578                 this_rq->last_load_update_tick = curr_jiffies;
2579                 /*
2580                  * We were idle, this means load 0, the current load might be
2581                  * !0 due to remote wakeups and the sort.
2582                  */
2583                 __update_cpu_load(this_rq, 0, pending_updates);
2584         }
2585         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2587 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
2589 /*
2590  * Called from scheduler_tick()
2591  */
2592 static void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq)
2594         /*
2595          * See the mess around update_idle_cpu_load() / update_cpu_load_nohz().
2596          */
2597         this_rq->last_load_update_tick = jiffies;
2598         __update_cpu_load(this_rq, this_rq->load.weight, 1);
2600         calc_load_account_active(this_rq);
2603 #ifdef CONFIG_SMP
2605 /*
2606  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2607  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2608  */
2609 void sched_exec(void)
2611         struct task_struct *p = current;
2612         unsigned long flags;
2613         int dest_cpu;
2615         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2616         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
2617         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2618                 goto unlock;
2620         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2621                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2623                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2624                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2625                 return;
2626         }
2627 unlock:
2628         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2631 #endif
2633 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2634 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2636 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2637 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2639 /*
2640  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
2641  * @p in case that task is currently running.
2642  *
2643  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
2644  */
2645 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
2647         u64 ns = 0;
2649         if (task_current(rq, p)) {
2650                 update_rq_clock(rq);
2651                 ns = rq->clock_task - p->se.exec_start;
2652                 if ((s64)ns < 0)
2653                         ns = 0;
2654         }
2656         return ns;
2659 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
2661         unsigned long flags;
2662         struct rq *rq;
2663         u64 ns = 0;
2665         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2666         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
2667         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2669         return ns;
2672 /*
2673  * Return accounted runtime for the task.
2674  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2675  * pending runtime that have not been accounted yet.
2676  */
2677 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2679         unsigned long flags;
2680         struct rq *rq;
2681         u64 ns = 0;
2683         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2684         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
2685         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2687         return ns;
2690 /*
2691  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2692  * We call it with interrupts disabled.
2693  */
2694 void scheduler_tick(void)
2696         int cpu = smp_processor_id();
2697         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2698         struct task_struct *curr = rq->curr;
2700         sched_clock_tick();
2702         raw_spin_lock(&rq->lock);
2703         update_rq_clock(rq);
2704         update_cpu_load_active(rq);
2705         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2706         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2708         perf_event_task_tick();
2710 #ifdef CONFIG_SMP
2711         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2712         trigger_load_balance(rq, cpu);
2713 #endif
2716 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2718         if (in_lock_functions(addr)) {
2719                 addr = CALLER_ADDR2;
2720                 if (in_lock_functions(addr))
2721                         addr = CALLER_ADDR3;
2722         }
2723         return addr;
2726 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2727                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2729 void __kprobes add_preempt_count(int val)
2731 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2732         /*
2733          * Underflow?
2734          */
2735         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2736                 return;
2737 #endif
2738         preempt_count() += val;
2739 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2740         /*
2741          * Spinlock count overflowing soon?
2742          */
2743         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2744                                 PREEMPT_MASK - 10);
2745 #endif
2746         if (preempt_count() == val)
2747                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2749 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
2751 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
2753 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2754         /*
2755          * Underflow?
2756          */
2757         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2758                 return;
2759         /*
2760          * Is the spinlock portion underflowing?
2761          */
2762         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2763                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2764                 return;
2765 #endif
2767         if (preempt_count() == val)
2768                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2769         preempt_count() -= val;
2771 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
2773 #endif
2775 /*
2776  * Print scheduling while atomic bug:
2777  */
2778 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2780         if (oops_in_progress)
2781                 return;
2783         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2784                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2786         debug_show_held_locks(prev);
2787         print_modules();
2788         if (irqs_disabled())
2789                 print_irqtrace_events(prev);
2790         dump_stack();
2791         add_taint(TAINT_WARN);
2794 /*
2795  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2796  */
2797 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2799         /*
2800          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2801          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
2802          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
2803          */
2804         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
2805                 __schedule_bug(prev);
2806         rcu_sleep_check();
2808         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2810         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2813 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2815         if (prev->on_rq || rq->skip_clock_update < 0)
2816                 update_rq_clock(rq);
2817         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
2820 /*
2821  * Pick up the highest-prio task:
2822  */
2823 static inline struct task_struct *
2824 pick_next_task(struct rq *rq)
2826         const struct sched_class *class;
2827         struct task_struct *p;
2829         /*
2830          * Optimization: we know that if all tasks are in
2831          * the fair class we can call that function directly:
2832          */
2833         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2834                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
2835                 if (likely(p))
2836                         return p;
2837         }
2839         for_each_class(class) {
2840                 p = class->pick_next_task(rq);
2841                 if (p)
2842                         return p;
2843         }
2845         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2848 /*
2849  * __schedule() is the main scheduler function.
2850  *
2851  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2852  *
2853  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2854  *
2855  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2856  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2857  *
2858  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2859  *      interrupt handler scheduler_tick().
2860  *
2861  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2862  *      task to the run-queue and that's it.
2863  *
2864  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2865  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2866  *      called on the nearest possible occasion:
2867  *
2868  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2869  *
2870  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2871  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2872  *           spin_unlock()!)
2873  *
2874  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2875  *           preemptible context
2876  *
2877  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2878  *         then at the next:
2879  *
2880  *          - cond_resched() call
2881  *          - explicit schedule() call
2882  *          - return from syscall or exception to user-space
2883  *          - return from interrupt-handler to user-space
2884  */
2885 static void __sched __schedule(void)
2887         struct task_struct *prev, *next;
2888         unsigned long *switch_count;
2889         struct rq *rq;
2890         int cpu;
2892 need_resched:
2893         preempt_disable();
2894         cpu = smp_processor_id();
2895         rq = cpu_rq(cpu);
2896         rcu_note_context_switch(cpu);
2897         prev = rq->curr;
2899         schedule_debug(prev);
2901         if (sched_feat(HRTICK))
2902                 hrtick_clear(rq);
2904         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2906         switch_count = &prev->nivcsw;
2907         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2908                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2909                         prev->state = TASK_RUNNING;
2910                 } else {
2911                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2912                         prev->on_rq = 0;
2914                         /*
2915                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2916                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2917                          * concurrency.
2918                          */
2919                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2920                                 struct task_struct *to_wakeup;
2922                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2923                                 if (to_wakeup)
2924                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2925                         }
2926                 }
2927                 switch_count = &prev->nvcsw;
2928         }
2930         pre_schedule(rq, prev);
2932         if (unlikely(!rq->nr_running))
2933                 idle_balance(cpu, rq);
2935         put_prev_task(rq, prev);
2936         next = pick_next_task(rq);
2937         clear_tsk_need_resched(prev);
2938         rq->skip_clock_update = 0;
2940         if (likely(prev != next)) {
2941                 rq->nr_switches++;
2942                 rq->curr = next;
2943                 ++*switch_count;
2945                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2946                 /*
2947                  * The context switch have flipped the stack from under us
2948                  * and restored the local variables which were saved when
2949                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2950                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2951                  */
2952                 cpu = smp_processor_id();
2953                 rq = cpu_rq(cpu);
2954         } else
2955                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2957         post_schedule(rq);
2959         sched_preempt_enable_no_resched();
2960         if (need_resched())
2961                 goto need_resched;
2964 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2966         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2967                 return;
2968         /*
2969          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2970          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2971          */
2972         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2973                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2976 asmlinkage void __sched schedule(void)
2978         struct task_struct *tsk = current;
2980         sched_submit_work(tsk);
2981         __schedule();
2983 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2985 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2986 asmlinkage void __sched schedule_user(void)
2988         /*
2989          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2990          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2991          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2992          * we find a better solution.
2993          */
2994         user_exit();
2995         schedule();
2996         user_enter();
2998 #endif
3000 /**
3001  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3002  *
3003  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3004  */
3005 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3007         sched_preempt_enable_no_resched();
3008         schedule();
3009         preempt_disable();
3012 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
3014 static inline bool owner_running(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3016         if (lock->owner != owner)
3017                 return false;
3019         /*
3020          * Ensure we emit the owner->on_cpu, dereference _after_ checking
3021          * lock->owner still matches owner, if that fails, owner might
3022          * point to free()d memory, if it still matches, the rcu_read_lock()
3023          * ensures the memory stays valid.
3024          */
3025         barrier();
3027         return owner->on_cpu;
3030 /*
3031  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
3032  * access and not reliable.
3033  */
3034 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct task_struct *owner)
3036         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
3037                 return 0;
3039         rcu_read_lock();
3040         while (owner_running(lock, owner)) {
3041                 if (need_resched())
3042                         break;
3044                 arch_mutex_cpu_relax();
3045         }
3046         rcu_read_unlock();
3048         /*
3049          * We break out the loop above on need_resched() and when the
3050          * owner changed, which is a sign for heavy contention. Return
3051          * success only when lock->owner is NULL.
3052          */
3053         return lock->owner == NULL;
3055 #endif
3057 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3058 /*
3059  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3060  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3061  * occur there and call schedule directly.
3062  */
3063 asmlinkage void __sched notrace preempt_schedule(void)
3065         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3067         /*
3068          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3069          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3070          */
3071         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3072                 return;
3074         do {
3075                 add_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3076                 __schedule();
3077                 sub_preempt_count_notrace(PREEMPT_ACTIVE);
3079                 /*
3080                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3081                  * between schedule and now.
3082                  */
3083                 barrier();
3084         } while (need_resched());
3086 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3088 /*
3089  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3090  * off of irq context.
3091  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3092  * protect us against recursive calling from irq.
3093  */
3094 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3096         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3098         /* Catch callers which need to be fixed */
3099         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3101         user_exit();
3102         do {
3103                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3104                 local_irq_enable();
3105                 __schedule();
3106                 local_irq_disable();
3107                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3109                 /*
3110                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3111                  * between schedule and now.
3112                  */
3113                 barrier();
3114         } while (need_resched());
3117 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3119 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3120                           void *key)
3122         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3124 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3126 /*
3127  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
3128  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
3129  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
3130  *
3131  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
3132  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
3133  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
3134  */
3135 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3136                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
3138         wait_queue_t *curr, *next;
3140         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
3141                 unsigned flags = curr->flags;
3143                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
3144                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
3145                         break;
3146         }
3149 /**
3150  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
3151  * @q: the waitqueue
3152  * @mode: which threads
3153  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3154  * @key: is directly passed to the wakeup function
3155  *
3156  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3157  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3158  */
3159 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3160                         int nr_exclusive, void *key)
3162         unsigned long flags;
3164         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3165         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
3166         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3168 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
3170 /*
3171  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
3172  */
3173 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr)
3175         __wake_up_common(q, mode, nr, 0, NULL);
3177 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked);
3179 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
3181         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
3183 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_locked_key);
3185 /**
3186  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
3187  * @q: the waitqueue
3188  * @mode: which threads
3189  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
3190  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
3191  *
3192  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
3193  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
3194  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
3195  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
3196  *
3197  * On UP it can prevent extra preemption.
3198  *
3199  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3200  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3201  */
3202 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
3203                         int nr_exclusive, void *key)
3205         unsigned long flags;
3206         int wake_flags = WF_SYNC;
3208         if (unlikely(!q))
3209                 return;
3211         if (unlikely(!nr_exclusive))
3212                 wake_flags = 0;
3214         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
3215         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
3216         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
3218 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
3220 /*
3221  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
3222  */
3223 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
3225         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
3227 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
3229 /**
3230  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
3231  * @x:  holds the state of this particular completion
3232  *
3233  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
3234  * awakened in the same order in which they were queued.
3235  *
3236  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
3237  *
3238  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3239  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3240  */
3241 void complete(struct completion *x)
3243         unsigned long flags;
3245         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3246         x->done++;
3247         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
3248         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3250 EXPORT_SYMBOL(complete);
3252 /**
3253  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
3254  * @x:  holds the state of this particular completion
3255  *
3256  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
3257  *
3258  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
3259  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
3260  */
3261 void complete_all(struct completion *x)
3263         unsigned long flags;
3265         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3266         x->done += UINT_MAX/2;
3267         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
3268         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3270 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
3272 static inline long __sched
3273 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3275         if (!x->done) {
3276                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
3278                 __add_wait_queue_tail_exclusive(&x->wait, &wait);
3279                 do {
3280                         if (signal_pending_state(state, current)) {
3281                                 timeout = -ERESTARTSYS;
3282                                 break;
3283                         }
3284                         __set_current_state(state);
3285                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3286                         timeout = schedule_timeout(timeout);
3287                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3288                 } while (!x->done && timeout);
3289                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
3290                 if (!x->done)
3291                         return timeout;
3292         }
3293         x->done--;
3294         return timeout ?: 1;
3297 static long __sched
3298 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
3300         might_sleep();
3302         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
3303         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
3304         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
3305         return timeout;
3308 /**
3309  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
3310  * @x:  holds the state of this particular completion
3311  *
3312  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
3313  * interruptible and there is no timeout.
3314  *
3315  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
3316  * and interrupt capability. Also see complete().
3317  */
3318 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
3320         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3322 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
3324 /**
3325  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
3326  * @x:  holds the state of this particular completion
3327  * @timeout:  timeout value in jiffies
3328  *
3329  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3330  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
3331  * interruptible.
3332  *
3333  * The return value is 0 if timed out, and positive (at least 1, or number of
3334  * jiffies left till timeout) if completed.
3335  */
3336 unsigned long __sched
3337 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
3339         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3341 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
3343 /**
3344  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
3345  * @x:  holds the state of this particular completion
3346  *
3347  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
3348  * interruptible.
3349  *
3350  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3351  */
3352 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
3354         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
3355         if (t == -ERESTARTSYS)
3356                 return t;
3357         return 0;
3359 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
3361 /**
3362  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
3363  * @x:  holds the state of this particular completion
3364  * @timeout:  timeout value in jiffies
3365  *
3366  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
3367  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
3368  *
3369  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3370  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3371  */
3372 long __sched
3373 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
3374                                           unsigned long timeout)
3376         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
3378 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
3380 /**
3381  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
3382  * @x:  holds the state of this particular completion
3383  *
3384  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
3385  * interrupted by a kill signal.
3386  *
3387  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if completed.
3388  */
3389 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
3391         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
3392         if (t == -ERESTARTSYS)
3393                 return t;
3394         return 0;
3396 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
3398 /**
3399  * wait_for_completion_killable_timeout: - waits for completion of a task (w/(to,killable))
3400  * @x:  holds the state of this particular completion
3401  * @timeout:  timeout value in jiffies
3402  *
3403  * This waits for either a completion of a specific task to be
3404  * signaled or for a specified timeout to expire. It can be
3405  * interrupted by a kill signal. The timeout is in jiffies.
3406  *
3407  * The return value is -ERESTARTSYS if interrupted, 0 if timed out,
3408  * positive (at least 1, or number of jiffies left till timeout) if completed.
3409  */
3410 long __sched
3411 wait_for_completion_killable_timeout(struct completion *x,
3412                                      unsigned long timeout)
3414         return wait_for_common(x, timeout, TASK_KILLABLE);
3416 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable_timeout);
3418 /**
3419  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
3420  *      @x:     completion structure
3421  *
3422  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
3423  *               1 if a decrement succeeded.
3424  *
3425  *      If a completion is being used as a counting completion,
3426  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
3427  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
3428  *      is protecting is not available.
3429  */
3430 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
3432         unsigned long flags;
3433         int ret = 1;
3435         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3436         if (!x->done)
3437                 ret = 0;
3438         else
3439                 x->done--;
3440         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3441         return ret;
3443 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
3445 /**
3446  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
3447  *      @x:     completion structure
3448  *
3449  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
3450  *               1 if there are no waiters.
3451  *
3452  */
3453 bool completion_done(struct completion *x)
3455         unsigned long flags;
3456         int ret = 1;
3458         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
3459         if (!x->done)
3460                 ret = 0;
3461         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
3462         return ret;
3464 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
3466 static long __sched
3467 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
3469         unsigned long flags;