sched/wait: Introduce wakeup boomark in wake_up_page_bit
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <uapi/linux/sched/types.h>
11 #include <linux/sched/loadavg.h>
12 #include <linux/sched/hotplug.h>
13 #include <linux/wait_bit.h>
14 #include <linux/cpuset.h>
15 #include <linux/delayacct.h>
16 #include <linux/init_task.h>
17 #include <linux/context_tracking.h>
18 #include <linux/rcupdate_wait.h>
19
20 #include <linux/blkdev.h>
21 #include <linux/kprobes.h>
22 #include <linux/mmu_context.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/nmi.h>
25 #include <linux/prefetch.h>
26 #include <linux/profile.h>
27 #include <linux/security.h>
28 #include <linux/syscalls.h>
29
30 #include <asm/switch_to.h>
31 #include <asm/tlb.h>
32 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #endif
35
36 #include "sched.h"
37 #include "../workqueue_internal.h"
38 #include "../smpboot.h"
39
40 #define CREATE_TRACE_POINTS
41 #include <trace/events/sched.h>
42
43 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
44
45 /*
46  * Debugging: various feature bits
47  */
48
49 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
50         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
51
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55
56 #undef SCHED_FEAT
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we average the RT time consumption, measured
66  * in ms.
67  *
68  * default: 1s
69  */
70 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
71
72 /*
73  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
74  * default: 1s
75  */
76 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
77
78 __read_mostly int scheduler_running;
79
80 /*
81  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
82  * default: 0.95s
83  */
84 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
85
86 /* CPUs with isolated domains */
87 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
88
89 /*
90  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
91  */
92 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
93         __acquires(rq->lock)
94 {
95         struct rq *rq;
96
97         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
98
99         for (;;) {
100                 rq = task_rq(p);
101                 raw_spin_lock(&rq->lock);
102                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
103                         rq_pin_lock(rq, rf);
104                         return rq;
105                 }
106                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
107
108                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
109                         cpu_relax();
110         }
111 }
112
113 /*
114  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
115  */
116 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
117         __acquires(p->pi_lock)
118         __acquires(rq->lock)
119 {
120         struct rq *rq;
121
122         for (;;) {
123                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
124                 rq = task_rq(p);
125                 raw_spin_lock(&rq->lock);
126                 /*
127                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
128                  *
129                  *      ACQUIRE (rq->lock)
130                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
131                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
132                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
133                  *                                      [L] ->on_rq
134                  *      RELEASE (rq->lock)
135                  *
136                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
137                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
138                  *
139                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
140                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
141                  */
142                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
143                         rq_pin_lock(rq, rf);
144                         return rq;
145                 }
146                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
147                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
148
149                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
150                         cpu_relax();
151         }
152 }
153
154 /*
155  * RQ-clock updating methods:
156  */
157
158 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
159 {
160 /*
161  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
162  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
163  */
164 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
165         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
168         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
169
170         /*
171          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
172          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
173          * {soft,}irq region.
174          *
175          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
176          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
177          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
178          * monotonic.
179          *
180          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
181          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
182          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
183          * atomic ops.
184          */
185         if (irq_delta > delta)
186                 irq_delta = delta;
187
188         rq->prev_irq_time += irq_delta;
189         delta -= irq_delta;
190 #endif
191 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
192         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
193                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
194                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
195
196                 if (unlikely(steal > delta))
197                         steal = delta;
198
199                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
200                 delta -= steal;
201         }
202 #endif
203
204         rq->clock_task += delta;
205
206 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
207         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
208                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
209 #endif
210 }
211
212 void update_rq_clock(struct rq *rq)
213 {
214         s64 delta;
215
216         lockdep_assert_held(&rq->lock);
217
218         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
219                 return;
220
221 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
222         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
223                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
224         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
225 #endif
226
227         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
228         if (delta < 0)
229                 return;
230         rq->clock += delta;
231         update_rq_clock_task(rq, delta);
232 }
233
234
235 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
236 /*
237  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
238  */
239
240 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
241 {
242         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
243                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
244 }
245
246 /*
247  * High-resolution timer tick.
248  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
249  */
250 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
251 {
252         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
253         struct rq_flags rf;
254
255         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
256
257         rq_lock(rq, &rf);
258         update_rq_clock(rq);
259         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
260         rq_unlock(rq, &rf);
261
262         return HRTIMER_NORESTART;
263 }
264
265 #ifdef CONFIG_SMP
266
267 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
268 {
269         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
270
271         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
272 }
273
274 /*
275  * called from hardirq (IPI) context
276  */
277 static void __hrtick_start(void *arg)
278 {
279         struct rq *rq = arg;
280         struct rq_flags rf;
281
282         rq_lock(rq, &rf);
283         __hrtick_restart(rq);
284         rq->hrtick_csd_pending = 0;
285         rq_unlock(rq, &rf);
286 }
287
288 /*
289  * Called to set the hrtick timer state.
290  *
291  * called with rq->lock held and irqs disabled
292  */
293 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
294 {
295         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
296         ktime_t time;
297         s64 delta;
298
299         /*
300          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
301          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
302          */
303         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
304         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
305
306         hrtimer_set_expires(timer, time);
307
308         if (rq == this_rq()) {
309                 __hrtick_restart(rq);
310         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
311                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
312                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
313         }
314 }
315
316 #else
317 /*
318  * Called to set the hrtick timer state.
319  *
320  * called with rq->lock held and irqs disabled
321  */
322 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
323 {
324         /*
325          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
326          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
327          */
328         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
329         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
330                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
331 }
332 #endif /* CONFIG_SMP */
333
334 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
335 {
336 #ifdef CONFIG_SMP
337         rq->hrtick_csd_pending = 0;
338
339         rq->hrtick_csd.flags = 0;
340         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
341         rq->hrtick_csd.info = rq;
342 #endif
343
344         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
345         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
346 }
347 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
348 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
349 {
350 }
351
352 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
353 {
354 }
355 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
356
357 /*
358  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
359  */
360 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
361         ({                                                              \
362                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
363                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
364                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
365                                                                         \
366                 for (;;) {                                              \
367                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
368                         if (_old == _val)                               \
369                                 break;                                  \
370                         _val = _old;                                    \
371                 }                                                       \
372         _old;                                                           \
373 })
374
375 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
376 /*
377  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
378  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
379  * spurious IPIs.
380  */
381 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
382 {
383         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
384         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
385 }
386
387 /*
388  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
389  *
390  * If this returns true, then the idle task promises to call
391  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
392  */
393 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
394 {
395         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
396         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
397
398         for (;;) {
399                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
400                         return false;
401                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
402                         return true;
403                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
404                 if (old == val)
405                         break;
406                 val = old;
407         }
408         return true;
409 }
410
411 #else
412 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
413 {
414         set_tsk_need_resched(p);
415         return true;
416 }
417
418 #ifdef CONFIG_SMP
419 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
420 {
421         return false;
422 }
423 #endif
424 #endif
425
426 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
427 {
428         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
429
430         /*
431          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
432          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
433          * wakeup due to that.
434          *
435          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
436          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
437          */
438         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
439                 return;
440
441         get_task_struct(task);
442
443         /*
444          * The head is context local, there can be no concurrency.
445          */
446         *head->lastp = node;
447         head->lastp = &node->next;
448 }
449
450 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
451 {
452         struct wake_q_node *node = head->first;
453
454         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
455                 struct task_struct *task;
456
457                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
458                 BUG_ON(!task);
459                 /* Task can safely be re-inserted now: */
460                 node = node->next;
461                 task->wake_q.next = NULL;
462
463                 /*
464                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
465                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
466                  */
467                 wake_up_process(task);
468                 put_task_struct(task);
469         }
470 }
471
472 /*
473  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
474  *
475  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
476  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
477  * the target CPU.
478  */
479 void resched_curr(struct rq *rq)
480 {
481         struct task_struct *curr = rq->curr;
482         int cpu;
483
484         lockdep_assert_held(&rq->lock);
485
486         if (test_tsk_need_resched(curr))
487                 return;
488
489         cpu = cpu_of(rq);
490
491         if (cpu == smp_processor_id()) {
492                 set_tsk_need_resched(curr);
493                 set_preempt_need_resched();
494                 return;
495         }
496
497         if (set_nr_and_not_polling(curr))
498                 smp_send_reschedule(cpu);
499         else
500                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
501 }
502
503 void resched_cpu(int cpu)
504 {
505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
506         unsigned long flags;
507
508         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
509                 return;
510         resched_curr(rq);
511         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
512 }
513
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
516 /*
517  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
518  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
519  *
520  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
521  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
522  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
523  */
524 int get_nohz_timer_target(void)
525 {
526         int i, cpu = smp_processor_id();
527         struct sched_domain *sd;
528
529         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
530                 return cpu;
531
532         rcu_read_lock();
533         for_each_domain(cpu, sd) {
534                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
535                         if (cpu == i)
536                                 continue;
537
538                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
539                                 cpu = i;
540                                 goto unlock;
541                         }
542                 }
543         }
544
545         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
546                 cpu = housekeeping_any_cpu();
547 unlock:
548         rcu_read_unlock();
549         return cpu;
550 }
551
552 /*
553  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
554  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
555  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
556  * idle system the next event might even be infinite time into the
557  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
558  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
559  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
560  * wheel for the next timer event.
561  */
562 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
563 {
564         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
565
566         if (cpu == smp_processor_id())
567                 return;
568
569         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
570                 smp_send_reschedule(cpu);
571         else
572                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
573 }
574
575 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
576 {
577         /*
578          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
579          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
580          * If needed we can still optimize that later with an
581          * empty IRQ.
582          */
583         if (cpu_is_offline(cpu))
584                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
585         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
586                 if (cpu != smp_processor_id() ||
587                     tick_nohz_tick_stopped())
588                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
589                 return true;
590         }
591
592         return false;
593 }
594
595 /*
596  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
597  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
598  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
599  */
600 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
601 {
602         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
603                 wake_up_idle_cpu(cpu);
604 }
605
606 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
607 {
608         int cpu = smp_processor_id();
609
610         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
611                 return false;
612
613         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
614                 return true;
615
616         /*
617          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
618          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
619          */
620         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
621         return false;
622 }
623
624 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
625
626 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
627 {
628         return false;
629 }
630
631 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
632
633 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
634 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
635 {
636         int fifo_nr_running;
637
638         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
639         if (rq->dl.dl_nr_running)
640                 return false;
641
642         /*
643          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
644          * actual RR behaviour.
645          */
646         if (rq->rt.rr_nr_running) {
647                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
648                         return true;
649                 else
650                         return false;
651         }
652
653         /*
654          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
655          * forced preemption between FIFO tasks.
656          */
657         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
658         if (fifo_nr_running)
659                 return true;
660
661         /*
662          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
663          * if there's more than one we need the tick for involuntary
664          * preemption.
665          */
666         if (rq->nr_running > 1)
667                 return false;
668
669         return true;
670 }
671 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
672
673 void sched_avg_update(struct rq *rq)
674 {
675         s64 period = sched_avg_period();
676
677         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
678                 /*
679                  * Inline assembly required to prevent the compiler
680                  * optimising this loop into a divmod call.
681                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
682                  */
683                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
684                 rq->age_stamp += period;
685                 rq->rt_avg /= 2;
686         }
687 }
688
689 #endif /* CONFIG_SMP */
690
691 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
692                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
693 /*
694  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
695  * node and @up when leaving it for the final time.
696  *
697  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
698  */
699 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
700                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
701 {
702         struct task_group *parent, *child;
703         int ret;
704
705         parent = from;
706
707 down:
708         ret = (*down)(parent, data);
709         if (ret)
710                 goto out;
711         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
712                 parent = child;
713                 goto down;
714
715 up:
716                 continue;
717         }
718         ret = (*up)(parent, data);
719         if (ret || parent == from)
720                 goto out;
721
722         child = parent;
723         parent = parent->parent;
724         if (parent)
725                 goto up;
726 out:
727         return ret;
728 }
729
730 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
731 {
732         return 0;
733 }
734 #endif
735
736 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
737 {
738         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
739         struct load_weight *load = &p->se.load;
740
741         /*
742          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
743          */
744         if (idle_policy(p->policy)) {
745                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
746                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
747                 return;
748         }
749
750         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
751         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
752 }
753
754 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
755 {
756         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
757                 update_rq_clock(rq);
758
759         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
760                 sched_info_queued(rq, p);
761
762         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
763 }
764
765 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
768                 update_rq_clock(rq);
769
770         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
771                 sched_info_dequeued(rq, p);
772
773         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
777 {
778         if (task_contributes_to_load(p))
779                 rq->nr_uninterruptible--;
780
781         enqueue_task(rq, p, flags);
782 }
783
784 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
785 {
786         if (task_contributes_to_load(p))
787                 rq->nr_uninterruptible++;
788
789         dequeue_task(rq, p, flags);
790 }
791
792 /*
793  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
794  */
795 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
796 {
797         return p->static_prio;
798 }
799
800 /*
801  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
802  * without taking RT-inheritance into account. Might be
803  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
804  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
805  * estimator recalculates.
806  */
807 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
808 {
809         int prio;
810
811         if (task_has_dl_policy(p))
812                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
813         else if (task_has_rt_policy(p))
814                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
815         else
816                 prio = __normal_prio(p);
817         return prio;
818 }
819
820 /*
821  * Calculate the current priority, i.e. the priority
822  * taken into account by the scheduler. This value might
823  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
824  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
825  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
826  */
827 static int effective_prio(struct task_struct *p)
828 {
829         p->normal_prio = normal_prio(p);
830         /*
831          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
832          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
833          * to the normal priority:
834          */
835         if (!rt_prio(p->prio))
836                 return p->normal_prio;
837         return p->prio;
838 }
839
840 /**
841  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
842  * @p: the task in question.
843  *
844  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
845  */
846 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
847 {
848         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
849 }
850
851 /*
852  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
853  * use the balance_callback list if you want balancing.
854  *
855  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
856  * balance_callback().
857  */
858 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
859                                        const struct sched_class *prev_class,
860                                        int oldprio)
861 {
862         if (prev_class != p->sched_class) {
863                 if (prev_class->switched_from)
864                         prev_class->switched_from(rq, p);
865
866                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
867         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
868                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
869 }
870
871 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
872 {
873         const struct sched_class *class;
874
875         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
876                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
877         } else {
878                 for_each_class(class) {
879                         if (class == rq->curr->sched_class)
880                                 break;
881                         if (class == p->sched_class) {
882                                 resched_curr(rq);
883                                 break;
884                         }
885                 }
886         }
887
888         /*
889          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
890          * this case, we can save a useless back to back clock update.
891          */
892         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
893                 rq_clock_skip_update(rq, true);
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_SMP
897 /*
898  * This is how migration works:
899  *
900  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
901  *    stop_one_cpu().
902  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
903  *    off the CPU)
904  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
905  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
906  *    it and puts it into the right queue.
907  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
908  *    is done.
909  */
910
911 /*
912  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
913  *
914  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
915  */
916 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
917                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
918 {
919         lockdep_assert_held(&rq->lock);
920
921         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
922         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
923         set_task_cpu(p, new_cpu);
924         rq_unlock(rq, rf);
925
926         rq = cpu_rq(new_cpu);
927
928         rq_lock(rq, rf);
929         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
930         enqueue_task(rq, p, 0);
931         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
932         check_preempt_curr(rq, p, 0);
933
934         return rq;
935 }
936
937 struct migration_arg {
938         struct task_struct *task;
939         int dest_cpu;
940 };
941
942 /*
943  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
944  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
945  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
946  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
947  *
948  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
949  * as the task is no longer on this CPU.
950  */
951 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
952                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
953 {
954         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
955                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
956                         return rq;
957         } else {
958                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
959                         return rq;
960         }
961
962         /* Affinity changed (again). */
963         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
964                 return rq;
965
966         update_rq_clock(rq);
967         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
968
969         return rq;
970 }
971
972 /*
973  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
974  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
975  * 'pushing' onto another runqueue.
976  */
977 static int migration_cpu_stop(void *data)
978 {
979         struct migration_arg *arg = data;
980         struct task_struct *p = arg->task;
981         struct rq *rq = this_rq();
982         struct rq_flags rf;
983
984         /*
985          * The original target CPU might have gone down and we might
986          * be on another CPU but it doesn't matter.
987          */
988         local_irq_disable();
989         /*
990          * We need to explicitly wake pending tasks before running
991          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
992          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
993          */
994         sched_ttwu_pending();
995
996         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
997         rq_lock(rq, &rf);
998         /*
999          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1000          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1001          * we're holding p->pi_lock.
1002          */
1003         if (task_rq(p) == rq) {
1004                 if (task_on_rq_queued(p))
1005                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1006                 else
1007                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1008         }
1009         rq_unlock(rq, &rf);
1010         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1011
1012         local_irq_enable();
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1018  * actually call this function.
1019  */
1020 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1021 {
1022         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1023         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1024 }
1025
1026 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1027 {
1028         struct rq *rq = task_rq(p);
1029         bool queued, running;
1030
1031         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1032
1033         queued = task_on_rq_queued(p);
1034         running = task_current(rq, p);
1035
1036         if (queued) {
1037                 /*
1038                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1039                  * holding rq->lock.
1040                  */
1041                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1042                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1043         }
1044         if (running)
1045                 put_prev_task(rq, p);
1046
1047         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1048
1049         if (queued)
1050                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1051         if (running)
1052                 set_curr_task(rq, p);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1057  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1058  * is removed from the allowed bitmask.
1059  *
1060  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1061  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1062  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1063  */
1064 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1065                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1066 {
1067         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1068         unsigned int dest_cpu;
1069         struct rq_flags rf;
1070         struct rq *rq;
1071         int ret = 0;
1072
1073         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1074         update_rq_clock(rq);
1075
1076         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1077                 /*
1078                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1079                  */
1080                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1081         }
1082
1083         /*
1084          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1085          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1086          */
1087         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1088                 ret = -EINVAL;
1089                 goto out;
1090         }
1091
1092         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1093                 goto out;
1094
1095         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1096                 ret = -EINVAL;
1097                 goto out;
1098         }
1099
1100         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1101
1102         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1103                 /*
1104                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1105                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1106                  */
1107                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1108                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1109                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1110         }
1111
1112         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1113         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1114                 goto out;
1115
1116         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1117         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1118                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1119                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1120                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1121                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1122                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1123                 return 0;
1124         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1125                 /*
1126                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1127                  * afterwards anyway.
1128                  */
1129                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1130         }
1131 out:
1132         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1133
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1138 {
1139         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1142
1143 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1144 {
1145 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1146         /*
1147          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1148          * ttwu() will sort out the placement.
1149          */
1150         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1151                         !p->on_rq);
1152
1153         /*
1154          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1155          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1156          * time relying on p->on_rq.
1157          */
1158         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1159                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1160                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1161
1162 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1163         /*
1164          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1165          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1166          *
1167          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1168          * see task_group().
1169          *
1170          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1171          * task_rq_lock().
1172          */
1173         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1174                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1175 #endif
1176         /*
1177          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1178          */
1179         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1180 #endif
1181
1182         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1183
1184         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1185                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1186                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1187                 p->se.nr_migrations++;
1188                 perf_event_task_migrate(p);
1189         }
1190
1191         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1192 }
1193
1194 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1195 {
1196         if (task_on_rq_queued(p)) {
1197                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1198                 struct rq_flags srf, drf;
1199
1200                 src_rq = task_rq(p);
1201                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1202
1203                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1204                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1205
1206                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1207                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1208                 set_task_cpu(p, cpu);
1209                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1210                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1211                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1212
1213                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1214                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1215
1216         } else {
1217                 /*
1218                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1219                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1220                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1221                  */
1222                 p->wake_cpu = cpu;
1223         }
1224 }
1225
1226 struct migration_swap_arg {
1227         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1228         int src_cpu, dst_cpu;
1229 };
1230
1231 static int migrate_swap_stop(void *data)
1232 {
1233         struct migration_swap_arg *arg = data;
1234         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1235         int ret = -EAGAIN;
1236
1237         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1238                 return -EAGAIN;
1239
1240         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1241         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1242
1243         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1244                         &arg->dst_task->pi_lock);
1245         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1246
1247         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1248                 goto unlock;
1249
1250         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1251                 goto unlock;
1252
1253         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1254                 goto unlock;
1255
1256         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1257                 goto unlock;
1258
1259         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1260         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1261
1262         ret = 0;
1263
1264 unlock:
1265         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1266         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1267         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1268
1269         return ret;
1270 }
1271
1272 /*
1273  * Cross migrate two tasks
1274  */
1275 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1276 {
1277         struct migration_swap_arg arg;
1278         int ret = -EINVAL;
1279
1280         arg = (struct migration_swap_arg){
1281                 .src_task = cur,
1282                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1283                 .dst_task = p,
1284                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1285         };
1286
1287         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1288                 goto out;
1289
1290         /*
1291          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1292          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1293          */
1294         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1295                 goto out;
1296
1297         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1298                 goto out;
1299
1300         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1301                 goto out;
1302
1303         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1304         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1305
1306 out:
1307         return ret;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1312  *
1313  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1314  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1315  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1316  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1317  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1318  * @p has remained unscheduled the whole time.
1319  *
1320  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1321  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1322  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1323  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1324  * waiting to become inactive.
1325  */
1326 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1327 {
1328         int running, queued;
1329         struct rq_flags rf;
1330         unsigned long ncsw;
1331         struct rq *rq;
1332
1333         for (;;) {
1334                 /*
1335                  * We do the initial early heuristics without holding
1336                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1337                  * the runqueue lock when things look like they will
1338                  * work out!
1339                  */
1340                 rq = task_rq(p);
1341
1342                 /*
1343                  * If the task is actively running on another CPU
1344                  * still, just relax and busy-wait without holding
1345                  * any locks.
1346                  *
1347                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1348                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1349                  * But we don't care, since "task_running()" will
1350                  * return false if the runqueue has changed and p
1351                  * is actually now running somewhere else!
1352                  */
1353                 while (task_running(rq, p)) {
1354                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1355                                 return 0;
1356                         cpu_relax();
1357                 }
1358
1359                 /*
1360                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1361                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1362                  * just go back and repeat.
1363                  */
1364                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1365                 trace_sched_wait_task(p);
1366                 running = task_running(rq, p);
1367                 queued = task_on_rq_queued(p);
1368                 ncsw = 0;
1369                 if (!match_state || p->state == match_state)
1370                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1371                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1372
1373                 /*
1374                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1375                  */
1376                 if (unlikely(!ncsw))
1377                         break;
1378
1379                 /*
1380                  * Was it really running after all now that we
1381                  * checked with the proper locks actually held?
1382                  *
1383                  * Oops. Go back and try again..
1384                  */
1385                 if (unlikely(running)) {
1386                         cpu_relax();
1387                         continue;
1388                 }
1389
1390                 /*
1391                  * It's not enough that it's not actively running,
1392                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1393                  * preempted!
1394                  *
1395                  * So if it was still runnable (but just not actively
1396                  * running right now), it's preempted, and we should
1397                  * yield - it could be a while.
1398                  */
1399                 if (unlikely(queued)) {
1400                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1401
1402                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1403                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1404                         continue;
1405                 }
1406
1407                 /*
1408                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1409                  * runnable, which means that it will never become
1410                  * running in the future either. We're all done!
1411                  */
1412                 break;
1413         }
1414
1415         return ncsw;
1416 }
1417
1418 /***
1419  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1420  * @p: the to-be-kicked thread
1421  *
1422  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1423  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1424  *
1425  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1426  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1427  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1428  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1429  * achieved as well.
1430  */
1431 void kick_process(struct task_struct *p)
1432 {
1433         int cpu;
1434
1435         preempt_disable();
1436         cpu = task_cpu(p);
1437         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1438                 smp_send_reschedule(cpu);
1439         preempt_enable();
1440 }
1441 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1442
1443 /*
1444  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1445  *
1446  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1447  *
1448  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1449  *
1450  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1451  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1452  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1453  *    see it.
1454  *
1455  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1456  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1457  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1458  *    off.
1459  *
1460  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1461  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1462  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1463  * to satisfy the above rules.
1464  */
1465 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1466 {
1467         int nid = cpu_to_node(cpu);
1468         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1469         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1470         int dest_cpu;
1471
1472         /*
1473          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1474          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1475          * select the CPU on the other node.
1476          */
1477         if (nid != -1) {
1478                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1479
1480                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1481                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1482                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1483                                 continue;
1484                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1485                                 return dest_cpu;
1486                 }
1487         }
1488
1489         for (;;) {
1490                 /* Any allowed, online CPU? */
1491                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1492                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1493                                 continue;
1494                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1495                                 continue;
1496                         goto out;
1497                 }
1498
1499                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1500                 switch (state) {
1501                 case cpuset:
1502                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1503                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1504                                 state = possible;
1505                                 break;
1506                         }
1507                         /* Fall-through */
1508                 case possible:
1509                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1510                         state = fail;
1511                         break;
1512
1513                 case fail:
1514                         BUG();
1515                         break;
1516                 }
1517         }
1518
1519 out:
1520         if (state != cpuset) {
1521                 /*
1522                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1523                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1524                  * leave kernel.
1525                  */
1526                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1527                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1528                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1529                 }
1530         }
1531
1532         return dest_cpu;
1533 }
1534
1535 /*
1536  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1537  */
1538 static inline
1539 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1540 {
1541         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1542
1543         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1544                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1545         else
1546                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1547
1548         /*
1549          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1550          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1551          * CPU.
1552          *
1553          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1554          *
1555          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1556          *   not worry about this generic constraint ]
1557          */
1558         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1559                      !cpu_online(cpu)))
1560                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1561
1562         return cpu;
1563 }
1564
1565 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1566 {
1567         s64 diff = sample - *avg;
1568         *avg += diff >> 3;
1569 }
1570
1571 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1572 {
1573         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1574         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1575
1576         if (stop) {
1577                 /*
1578                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1579                  * userspace knows about and won't get confused about.
1580                  *
1581                  * Also, it will make PI more or less work without too
1582                  * much confusion -- but then, stop work should not
1583                  * rely on PI working anyway.
1584                  */
1585                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1586
1587                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1588         }
1589
1590         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1591
1592         if (old_stop) {
1593                 /*
1594                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1595                  * it can die in pieces.
1596                  */
1597                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1598         }
1599 }
1600
1601 #else
1602
1603 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1604                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1605 {
1606         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1607 }
1608
1609 #endif /* CONFIG_SMP */
1610
1611 static void
1612 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1613 {
1614         struct rq *rq;
1615
1616         if (!schedstat_enabled())
1617                 return;
1618
1619         rq = this_rq();
1620
1621 #ifdef CONFIG_SMP
1622         if (cpu == rq->cpu) {
1623                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1624                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1625         } else {
1626                 struct sched_domain *sd;
1627
1628                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1629                 rcu_read_lock();
1630                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1631                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1632                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1633                                 break;
1634                         }
1635                 }
1636                 rcu_read_unlock();
1637         }
1638
1639         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1640                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1641 #endif /* CONFIG_SMP */
1642
1643         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1644         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1645
1646         if (wake_flags & WF_SYNC)
1647                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1648 }
1649
1650 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1651 {
1652         activate_task(rq, p, en_flags);
1653         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1654
1655         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1656         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1657                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1658 }
1659
1660 /*
1661  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1662  */
1663 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1664                            struct rq_flags *rf)
1665 {
1666         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1667         p->state = TASK_RUNNING;
1668         trace_sched_wakeup(p);
1669
1670 #ifdef CONFIG_SMP
1671         if (p->sched_class->task_woken) {
1672                 /*
1673                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1674                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1675                  */
1676                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1677                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1678                 rq_repin_lock(rq, rf);
1679         }
1680
1681         if (rq->idle_stamp) {
1682                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1683                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1684
1685                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1686
1687                 if (rq->avg_idle > max)
1688                         rq->avg_idle = max;
1689
1690                 rq->idle_stamp = 0;
1691         }
1692 #endif
1693 }
1694
1695 static void
1696 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1697                  struct rq_flags *rf)
1698 {
1699         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1700
1701         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1702
1703 #ifdef CONFIG_SMP
1704         if (p->sched_contributes_to_load)
1705                 rq->nr_uninterruptible--;
1706
1707         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1708                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1709 #endif
1710
1711         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1712         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1713 }
1714
1715 /*
1716  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1717  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1718  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1719  * the task is still ->on_rq.
1720  */
1721 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1722 {
1723         struct rq_flags rf;
1724         struct rq *rq;
1725         int ret = 0;
1726
1727         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1728         if (task_on_rq_queued(p)) {
1729                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1730                 update_rq_clock(rq);
1731                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1732                 ret = 1;
1733         }
1734         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1735
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 #ifdef CONFIG_SMP
1740 void sched_ttwu_pending(void)
1741 {
1742         struct rq *rq = this_rq();
1743         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1744         struct task_struct *p, *t;
1745         struct rq_flags rf;
1746
1747         if (!llist)
1748                 return;
1749
1750         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1751         update_rq_clock(rq);
1752
1753         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1754                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1755
1756         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1757 }
1758
1759 void scheduler_ipi(void)
1760 {
1761         /*
1762          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1763          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1764          * this IPI.
1765          */
1766         preempt_fold_need_resched();
1767
1768         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1769                 return;
1770
1771         /*
1772          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1773          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1774          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1775          * we do call them.
1776          *
1777          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1778          * properly.
1779          *
1780          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1781          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1782          * somewhat pessimize the simple resched case.
1783          */
1784         irq_enter();
1785         sched_ttwu_pending();
1786
1787         /*
1788          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1789          */
1790         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1791                 this_rq()->idle_balance = 1;
1792                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1793         }
1794         irq_exit();
1795 }
1796
1797 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1798 {
1799         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1800
1801         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1802
1803         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1804                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1805                         smp_send_reschedule(cpu);
1806                 else
1807                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1808         }
1809 }
1810
1811 void wake_up_if_idle(int cpu)
1812 {
1813         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1814         struct rq_flags rf;
1815
1816         rcu_read_lock();
1817
1818         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1819                 goto out;
1820
1821         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1822                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1823         } else {
1824                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1825                 if (is_idle_task(rq->curr))
1826                         smp_send_reschedule(cpu);
1827                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1828                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1829         }
1830
1831 out:
1832         rcu_read_unlock();
1833 }
1834
1835 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1836 {
1837         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1838 }
1839 #endif /* CONFIG_SMP */
1840
1841 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1842 {
1843         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1844         struct rq_flags rf;
1845
1846 #if defined(CONFIG_SMP)
1847         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1848                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1849                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1850                 return;
1851         }
1852 #endif
1853
1854         rq_lock(rq, &rf);
1855         update_rq_clock(rq);
1856         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1857         rq_unlock(rq, &rf);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1862  *
1863  *  MIGRATION
1864  *
1865  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1866  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1867  * execution on its new CPU [c1].
1868  *
1869  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1870  *
1871  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1872  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1873  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1874  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1875  *
1876  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1877  * Note: we only require RCpc transitivity.
1878  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1879  *
1880  * Example:
1881  *
1882  *   CPU0            CPU1            CPU2
1883  *
1884  *   LOCK rq(0)->lock
1885  *   sched-out X
1886  *   sched-in Y
1887  *   UNLOCK rq(0)->lock
1888  *
1889  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1890  *                                   dequeue X
1891  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1892  *
1893  *                                   LOCK rq(1)->lock
1894  *                                   enqueue X
1895  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1896  *
1897  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1898  *                   sched-out Z
1899  *                   sched-in X
1900  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1901  *
1902  *
1903  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1904  *
1905  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1906  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1907  * chain to provide order. Instead we do:
1908  *
1909  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1910  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1911  *
1912  * Example:
1913  *
1914  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1915  *
1916  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1917  *   dequeue X
1918  *   sched-out X
1919  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1920  *
1921  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1922  *                    X->state = WAKING
1923  *                    set_task_cpu(X,2)
1924  *
1925  *                    LOCK rq(2)->lock
1926  *                    enqueue X
1927  *                    X->state = RUNNING
1928  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1929  *
1930  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1931  *                                          sched-out Z
1932  *                                          sched-in X
1933  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1934  *
1935  *                    UNLOCK X->pi_lock
1936  *   UNLOCK rq(0)->lock
1937  *
1938  *
1939  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1940  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1941  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1942  * its wakeup.
1943  *
1944  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1945  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1946  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1947  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1948  *
1949  */
1950
1951 /**
1952  * try_to_wake_up - wake up a thread
1953  * @p: the thread to be awakened
1954  * @state: the mask of task states that can be woken
1955  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1956  *
1957  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1958  *
1959  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1960  *
1961  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1962  * set_current_state().
1963  *
1964  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1965  *         %false otherwise.
1966  */
1967 static int
1968 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1969 {
1970         unsigned long flags;
1971         int cpu, success = 0;
1972
1973         /*
1974          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1975          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1976          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1977          * set_current_state() the waiting thread does.
1978          */
1979         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1980         smp_mb__after_spinlock();
1981         if (!(p->state & state))
1982                 goto out;
1983
1984         trace_sched_waking(p);
1985
1986         /* We're going to change ->state: */
1987         success = 1;
1988         cpu = task_cpu(p);
1989
1990         /*
1991          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1992          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1993          * in smp_cond_load_acquire() below.
1994          *
1995          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1996          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1997          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1998          *                              \
1999          *                               +---   RMB
2000          * schedule()                   /
2001          *       LOCK rq->lock    -----'
2002          *       UNLOCK rq->lock
2003          *
2004          * [task p]
2005          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2006          *
2007          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2008          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2009          * current.
2010          */
2011         smp_rmb();
2012         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2013                 goto stat;
2014
2015 #ifdef CONFIG_SMP
2016         /*
2017          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2018          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2019          *
2020          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2021          * from the runqueue.
2022          *
2023          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2024          *      UNLOCK rq->lock
2025          *                      RMB
2026          *      LOCK   rq->lock
2027          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2028          *
2029          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2030          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2031          * task, the second putting it to sleep.
2032          */
2033         smp_rmb();
2034
2035         /*
2036          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2037          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2038          *
2039          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2040          *
2041          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2042          * their previous state and preserve Program Order.
2043          */
2044         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2045
2046         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2047         p->state = TASK_WAKING;
2048
2049         if (p->in_iowait) {
2050                 delayacct_blkio_end();
2051                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2052         }
2053
2054         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2055         if (task_cpu(p) != cpu) {
2056                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2057                 set_task_cpu(p, cpu);
2058         }
2059
2060 #else /* CONFIG_SMP */
2061
2062         if (p->in_iowait) {
2063                 delayacct_blkio_end();
2064                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2065         }
2066
2067 #endif /* CONFIG_SMP */
2068
2069         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2070 stat:
2071         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2072 out:
2073         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2074
2075         return success;
2076 }
2077
2078 /**
2079  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2080  * @p: the thread to be awakened
2081  * @rf: request-queue flags for pinning
2082  *
2083  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2084  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2085  * the current task.
2086  */
2087 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2088 {
2089         struct rq *rq = task_rq(p);
2090
2091         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2092             WARN_ON_ONCE(p == current))
2093                 return;
2094
2095         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2096
2097         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2098                 /*
2099                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2100                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2101                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2102                  * not yet picked a replacement task.
2103                  */
2104                 rq_unlock(rq, rf);
2105                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2106                 rq_relock(rq, rf);
2107         }
2108
2109         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2110                 goto out;
2111
2112         trace_sched_waking(p);
2113
2114         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2115                 if (p->in_iowait) {
2116                         delayacct_blkio_end();
2117                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2118                 }
2119                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2120         }
2121
2122         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2123         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2124 out:
2125         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2126 }
2127
2128 /**
2129  * wake_up_process - Wake up a specific process
2130  * @p: The process to be woken up.
2131  *
2132  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2133  * processes.
2134  *
2135  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2136  *
2137  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2138  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2139  */
2140 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2141 {
2142         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2143 }
2144 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2145
2146 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2147 {
2148         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2153  * p is forked by current.
2154  *
2155  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2156  */
2157 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2158 {
2159         p->on_rq                        = 0;
2160
2161         p->se.on_rq                     = 0;
2162         p->se.exec_start                = 0;
2163         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2164         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2165         p->se.nr_migrations             = 0;
2166         p->se.vruntime                  = 0;
2167         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2168
2169 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2170         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2171 #endif
2172
2173 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2174         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2175         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2176 #endif
2177
2178         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2179         init_dl_task_timer(&p->dl);
2180         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2181         __dl_clear_params(p);
2182
2183         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2184         p->rt.timeout           = 0;
2185         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2186         p->rt.on_rq             = 0;
2187         p->rt.on_list           = 0;
2188
2189 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2190         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2191 #endif
2192
2193 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2194         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2195                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2196                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2197         }
2198
2199         if (clone_flags & CLONE_VM)
2200                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2201         else
2202                 p->numa_preferred_nid = -1;
2203
2204         p->node_stamp = 0ULL;
2205         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2206         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2207         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2208         p->numa_faults = NULL;
2209         p->last_task_numa_placement = 0;
2210         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2211
2212         p->numa_group = NULL;
2213 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2214 }
2215
2216 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2217
2218 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2219
2220 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2221 {
2222         if (enabled)
2223                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2224         else
2225                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2226 }
2227
2228 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2229 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2230                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2231 {
2232         struct ctl_table t;
2233         int err;
2234         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2235
2236         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2237                 return -EPERM;
2238
2239         t = *table;
2240         t.data = &state;
2241         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2242         if (err < 0)
2243                 return err;
2244         if (write)
2245                 set_numabalancing_state(state);
2246         return err;
2247 }
2248 #endif
2249 #endif
2250
2251 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2252
2253 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2254 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2255
2256 static void set_schedstats(bool enabled)
2257 {
2258         if (enabled)
2259                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2260         else
2261                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2262 }
2263
2264 void force_schedstat_enabled(void)
2265 {
2266         if (!schedstat_enabled()) {
2267                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2268                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2269         }
2270 }
2271
2272 static int __init setup_schedstats(char *str)
2273 {
2274         int ret = 0;
2275         if (!str)
2276                 goto out;
2277
2278         /*
2279          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2280          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2281          * variable so init_schedstats() can do it later.
2282          */
2283         if (!strcmp(str, "enable")) {
2284                 __sched_schedstats = true;
2285                 ret = 1;
2286         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2287                 __sched_schedstats = false;
2288                 ret = 1;
2289         }
2290 out:
2291         if (!ret)
2292                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2293
2294         return ret;
2295 }
2296 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2297
2298 static void __init init_schedstats(void)
2299 {
2300         set_schedstats(__sched_schedstats);
2301 }
2302
2303 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2304 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2305                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2306 {
2307         struct ctl_table t;
2308         int err;
2309         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2310
2311         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2312                 return -EPERM;
2313
2314         t = *table;
2315         t.data = &state;
2316         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2317         if (err < 0)
2318                 return err;
2319         if (write)
2320                 set_schedstats(state);
2321         return err;
2322 }
2323 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2324 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2325 static inline void init_schedstats(void) {}
2326 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2327
2328 /*
2329  * fork()/clone()-time setup:
2330  */
2331 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2332 {
2333         unsigned long flags;
2334         int cpu = get_cpu();
2335
2336         __sched_fork(clone_flags, p);
2337         /*
2338          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2339          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2340          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2341          */
2342         p->state = TASK_NEW;
2343
2344         /*
2345          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2346          */
2347         p->prio = current->normal_prio;
2348
2349         /*
2350          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2351          */
2352         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2353                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2354                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2355                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2356                         p->rt_priority = 0;
2357                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2358                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2359
2360                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2361                 set_load_weight(p);
2362
2363                 /*
2364                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2365                  * fulfilled its duty:
2366                  */
2367                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2368         }
2369
2370         if (dl_prio(p->prio)) {
2371                 put_cpu();
2372                 return -EAGAIN;
2373         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2374                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2375         } else {
2376                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2377         }
2378
2379         init_entity_runnable_average(&p->se);
2380
2381         /*
2382          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2383          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2384          * is ran before sched_fork().
2385          *
2386          * Silence PROVE_RCU.
2387          */
2388         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2389         /*
2390          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2391          * so use __set_task_cpu().
2392          */
2393         __set_task_cpu(p, cpu);
2394         if (p->sched_class->task_fork)
2395                 p->sched_class->task_fork(p);
2396         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2397
2398 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2399         if (likely(sched_info_on()))
2400                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2401 #endif
2402 #if defined(CONFIG_SMP)
2403         p->on_cpu = 0;
2404 #endif
2405         init_task_preempt_count(p);
2406 #ifdef CONFIG_SMP
2407         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2408         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2409 #endif
2410
2411         put_cpu();
2412         return 0;
2413 }
2414
2415 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2416 {
2417         if (runtime == RUNTIME_INF)
2418                 return BW_UNIT;
2419
2420         /*
2421          * Doing this here saves a lot of checks in all
2422          * the calling paths, and returning zero seems
2423          * safe for them anyway.
2424          */
2425         if (period == 0)
2426                 return 0;
2427
2428         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2433  *
2434  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2435  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2436  * on the runqueue and wakes it.
2437  */
2438 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2439 {
2440         struct rq_flags rf;
2441         struct rq *rq;
2442
2443         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2444         p->state = TASK_RUNNING;
2445 #ifdef CONFIG_SMP
2446         /*
2447          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2448          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2449          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2450          *
2451          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2452          * as we're not fully set-up yet.
2453          */
2454         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2455 #endif
2456         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2457         update_rq_clock(rq);
2458         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2459
2460         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2461         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2462         trace_sched_wakeup_new(p);
2463         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2464 #ifdef CONFIG_SMP
2465         if (p->sched_class->task_woken) {
2466                 /*
2467                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2468                  * drop it.
2469                  */
2470                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2471                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2472                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2473         }
2474 #endif
2475         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2476 }
2477
2478 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2479
2480 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2481
2482 void preempt_notifier_inc(void)
2483 {
2484         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2485 }
2486 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2487
2488 void preempt_notifier_dec(void)
2489 {
2490         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2493
2494 /**
2495  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2496  * @notifier: notifier struct to register
2497  */
2498 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2499 {
2500         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2501                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2502
2503         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2506
2507 /**
2508  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2509  * @notifier: notifier struct to unregister
2510  *
2511  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2512  */
2513 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2514 {
2515         hlist_del(&notifier->link);
2516 }
2517 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2518
2519 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2520 {
2521         struct preempt_notifier *notifier;
2522
2523         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2524                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2525 }
2526
2527 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2528 {
2529         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2530                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2531 }
2532
2533 static void
2534 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2535                                    struct task_struct *next)
2536 {
2537         struct preempt_notifier *notifier;
2538
2539         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2540                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2541 }
2542
2543 static __always_inline void
2544 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2545                                  struct task_struct *next)
2546 {
2547         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2548                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2549 }
2550
2551 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2552
2553 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2554 {
2555 }
2556
2557 static inline void
2558 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2559                                  struct task_struct *next)
2560 {
2561 }
2562
2563 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2564
2565 /**
2566  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2567  * @rq: the runqueue preparing to switch
2568  * @prev: the current task that is being switched out
2569  * @next: the task we are going to switch to.
2570  *
2571  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2572  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2573  * switch.
2574  *
2575  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2576  * hooks.
2577  */
2578 static inline void
2579 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2580                     struct task_struct *next)
2581 {
2582         sched_info_switch(rq, prev, next);
2583         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2584         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2585         prepare_lock_switch(rq, next);
2586         prepare_arch_switch(next);
2587 }
2588
2589 /**
2590  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2591  * @prev: the thread we just switched away from.
2592  *
2593  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2594  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2595  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2596  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2597  *
2598  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2599  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2600  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2601  * details.)
2602  *
2603  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2604  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2605  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2606  * because prev may have moved to another CPU.
2607  */
2608 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2609         __releases(rq->lock)
2610 {
2611         struct rq *rq = this_rq();
2612         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2613         long prev_state;
2614
2615         /*
2616          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2617          * because it left us after:
2618          *
2619          *      schedule()
2620          *        preempt_disable();                    // 1
2621          *        __schedule()
2622          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2623          *
2624          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2625          */
2626         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2627                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2628                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2629                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2630
2631         rq->prev_mm = NULL;
2632
2633         /*
2634          * A task struct has one reference for the use as "current".
2635          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2636          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2637          * the scheduled task must drop that reference.
2638          *
2639          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2640          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2641          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2642          * transition, resulting in a double drop.
2643          */
2644         prev_state = prev->state;
2645         vtime_task_switch(prev);
2646         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2647         /*
2648          * The membarrier system call requires a full memory barrier
2649          * after storing to rq->curr, before going back to user-space.
2650          *
2651          * TODO: This smp_mb__after_unlock_lock can go away if PPC end
2652          * up adding a full barrier to switch_mm(), or we should figure
2653          * out if a smp_mb__after_unlock_lock is really the proper API
2654          * to use.
2655          */
2656         smp_mb__after_unlock_lock();
2657         finish_lock_switch(rq, prev);
2658         finish_arch_post_lock_switch();
2659
2660         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2661         if (mm)
2662                 mmdrop(mm);
2663         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2664                 if (prev->sched_class->task_dead)
2665                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2666
2667                 /*
2668                  * Remove function-return probe instances associated with this
2669                  * task and put them back on the free list.
2670                  */
2671                 kprobe_flush_task(prev);
2672
2673                 /* Task is done with its stack. */
2674                 put_task_stack(prev);
2675
2676                 put_task_struct(prev);
2677         }
2678
2679         tick_nohz_task_switch();
2680         return rq;
2681 }
2682
2683 #ifdef CONFIG_SMP
2684
2685 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2686 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2687 {
2688         struct callback_head *head, *next;
2689         void (*func)(struct rq *rq);
2690         unsigned long flags;
2691
2692         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2693         head = rq->balance_callback;
2694         rq->balance_callback = NULL;
2695         while (head) {
2696                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2697                 next = head->next;
2698                 head->next = NULL;
2699                 head = next;
2700
2701                 func(rq);
2702         }
2703         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2704 }
2705
2706 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2707 {
2708         if (unlikely(rq->balance_callback))
2709                 __balance_callback(rq);
2710 }
2711
2712 #else
2713
2714 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2715 {
2716 }
2717
2718 #endif
2719
2720 /**
2721  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2722  * @prev: the thread we just switched away from.
2723  */
2724 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2725         __releases(rq->lock)
2726 {
2727         struct rq *rq;
2728
2729         /*
2730          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2731          * finish_task_switch() for details.
2732          *
2733          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2734          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2735          * PREEMPT_COUNT kernels).
2736          */
2737
2738         rq = finish_task_switch(prev);
2739         balance_callback(rq);
2740         preempt_enable();
2741
2742         if (current->set_child_tid)
2743                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2744 }
2745
2746 /*
2747  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2748  */
2749 static __always_inline struct rq *
2750 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2751                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2752 {
2753         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2754
2755         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2756
2757         mm = next->mm;
2758         oldmm = prev->active_mm;
2759         /*
2760          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2761          * combine the page table reload and the switch backend into
2762          * one hypercall.
2763          */
2764         arch_start_context_switch(prev);
2765
2766         if (!mm) {
2767                 next->active_mm = oldmm;
2768                 mmgrab(oldmm);
2769                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2770         } else
2771                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2772
2773         if (!prev->mm) {
2774                 prev->active_mm = NULL;
2775                 rq->prev_mm = oldmm;
2776         }
2777
2778         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2779
2780         /*
2781          * Since the runqueue lock will be released by the next
2782          * task (which is an invalid locking op but in the case
2783          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2784          * do an early lockdep release here:
2785          */
2786         rq_unpin_lock(rq, rf);
2787         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2788
2789         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2790         switch_to(prev, next, prev);
2791         barrier();
2792
2793         return finish_task_switch(prev);
2794 }
2795
2796 /*
2797  * nr_running and nr_context_switches:
2798  *
2799  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2800  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2801  */
2802 unsigned long nr_running(void)
2803 {
2804         unsigned long i, sum = 0;
2805
2806         for_each_online_cpu(i)
2807                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2808
2809         return sum;
2810 }
2811
2812 /*
2813  * Check if only the current task is running on the CPU.
2814  *
2815  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2816  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2817  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2818  *
2819  * - from a non-preemptable section (of course)
2820  *
2821  * - from a thread that is bound to a single CPU
2822  *
2823  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2824  */
2825 bool single_task_running(void)
2826 {
2827         return raw_rq()->nr_running == 1;
2828 }
2829 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2830
2831 unsigned long long nr_context_switches(void)
2832 {
2833         int i;
2834         unsigned long long sum = 0;
2835
2836         for_each_possible_cpu(i)
2837                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2838
2839         return sum;
2840 }
2841
2842 /*
2843  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2844  *
2845  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2846  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2847  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2848  *
2849  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2850  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2851  * running and we'd not be idle.
2852  *
2853  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2854  * is broken.
2855  *
2856  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2857  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2858  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2859  * utilising both CPUs.
2860  *
2861  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2862  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2863  *
2864  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2865  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2866  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2867  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2868  *
2869  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2870  */
2871
2872 unsigned long nr_iowait(void)
2873 {
2874         unsigned long i, sum = 0;
2875
2876         for_each_possible_cpu(i)
2877                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2878
2879         return sum;
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2884  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2885  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2886  * runnable.
2887  */
2888
2889 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2890 {
2891         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2892         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2893 }
2894
2895 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2896 {
2897         struct rq *rq = this_rq();
2898         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2899         *load = rq->load.weight;
2900 }
2901
2902 #ifdef CONFIG_SMP
2903
2904 /*
2905  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2906  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2907  */
2908 void sched_exec(void)
2909 {
2910         struct task_struct *p = current;
2911         unsigned long flags;
2912         int dest_cpu;
2913
2914         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2915         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2916         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2917                 goto unlock;
2918
2919         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2920                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2921
2922                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2923                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2924                 return;
2925         }
2926 unlock:
2927         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2928 }
2929
2930 #endif
2931
2932 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2933 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2934
2935 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2936 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2937
2938 /*
2939  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2940  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2941  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2942  * Prefetching this data results in improved performance.
2943  */
2944 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2945 {
2946 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2947         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2948 #else
2949         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2950 #endif
2951         prefetch(curr);
2952         prefetch(&curr->exec_start);
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Return accounted runtime for the task.
2957  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2958  * pending runtime that have not been accounted yet.
2959  */
2960 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2961 {
2962         struct rq_flags rf;
2963         struct rq *rq;
2964         u64 ns;
2965
2966 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2967         /*
2968          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2969          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2970          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2971          *
2972          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
2973          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
2974          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2975          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2976          * been accounted, so we're correct here as well.
2977          */
2978         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2979                 return p->se.sum_exec_runtime;
2980 #endif
2981
2982         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2983         /*
2984          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2985          * project cycles that may never be accounted to this
2986          * thread, breaking clock_gettime().
2987          */
2988         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2989                 prefetch_curr_exec_start(p);
2990                 update_rq_clock(rq);
2991                 p->sched_class->update_curr(rq);
2992         }
2993         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2994         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2995
2996         return ns;
2997 }
2998
2999 /*
3000  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3001  * We call it with interrupts disabled.
3002  */
3003 void scheduler_tick(void)
3004 {
3005         int cpu = smp_processor_id();
3006         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3007         struct task_struct *curr = rq->curr;
3008         struct rq_flags rf;
3009
3010         sched_clock_tick();
3011
3012         rq_lock(rq, &rf);
3013
3014         update_rq_clock(rq);
3015         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3016         cpu_load_update_active(rq);
3017         calc_global_load_tick(rq);
3018
3019         rq_unlock(rq, &rf);
3020
3021         perf_event_task_tick();
3022
3023 #ifdef CONFIG_SMP
3024         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3025         trigger_load_balance(rq);
3026 #endif
3027         rq_last_tick_reset(rq);
3028 }
3029
3030 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3031 /**
3032  * scheduler_tick_max_deferment
3033  *
3034  * Keep at least one tick per second when a single
3035  * active task is running because the scheduler doesn't
3036  * yet completely support full dynticks environment.
3037  *
3038  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3039  * balancing, etc... continue to move forward, even
3040  * with a very low granularity.
3041  *
3042  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3043  */
3044 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3045 {
3046         struct rq *rq = this_rq();
3047         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3048
3049         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3050
3051         if (time_before_eq(next, now))
3052                 return 0;
3053
3054         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3055 }
3056 #endif
3057
3058 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3059                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3060 /*
3061  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3062  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3063  */
3064 static inline void preempt_latency_start(int val)
3065 {
3066         if (preempt_count() == val) {
3067                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3068 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3069                 current->preempt_disable_ip = ip;
3070 #endif
3071                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3072         }
3073 }
3074
3075 void preempt_count_add(int val)
3076 {
3077 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3078         /*
3079          * Underflow?
3080          */
3081         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3082                 return;
3083 #endif
3084         __preempt_count_add(val);
3085 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3086         /*
3087          * Spinlock count overflowing soon?
3088          */
3089         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3090                                 PREEMPT_MASK - 10);
3091 #endif
3092         preempt_latency_start(val);
3093 }
3094 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3095 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3096
3097 /*
3098  * If the value passed in equals to the current preempt count
3099  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3100  */
3101 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3102 {
3103         if (preempt_count() == val)
3104                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3105 }
3106
3107 void preempt_count_sub(int val)
3108 {
3109 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3110         /*
3111          * Underflow?
3112          */
3113         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3114                 return;
3115         /*
3116          * Is the spinlock portion underflowing?
3117          */
3118         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3119                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3120                 return;
3121 #endif
3122
3123         preempt_latency_stop(val);
3124         __preempt_count_sub(val);
3125 }
3126 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3127 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3128
3129 #else
3130 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3131 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3132 #endif
3133
3134 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3135 {
3136 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3137         return p->preempt_disable_ip;
3138 #else
3139         return 0;
3140 #endif
3141 }
3142
3143 /*
3144  * Print scheduling while atomic bug:
3145  */
3146 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3147 {
3148         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3149         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3150
3151         if (oops_in_progress)
3152                 return;
3153
3154         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3155                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3156
3157         debug_show_held_locks(prev);
3158         print_modules();
3159         if (irqs_disabled())
3160                 print_irqtrace_events(prev);
3161         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3162             && in_atomic_preempt_off()) {
3163                 pr_err("Preemption disabled at:");
3164                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3165                 pr_cont("\n");
3166         }
3167         if (panic_on_warn)
3168                 panic("scheduling while atomic\n");
3169
3170         dump_stack();
3171         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3172 }
3173
3174 /*
3175  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3176  */
3177 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3178 {
3179 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3180         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3181                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3182 #endif
3183
3184         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3185                 __schedule_bug(prev);
3186                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3187         }
3188         rcu_sleep_check();
3189
3190         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3191
3192         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * Pick up the highest-prio task:
3197  */
3198 static inline struct task_struct *
3199 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3200 {
3201         const struct sched_class *class;
3202         struct task_struct *p;
3203
3204         /*
3205          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3206          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3207          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3208          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3209          */
3210         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3211                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3212                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3213
3214                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3215                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3216                         goto again;
3217
3218                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3219                 if (unlikely(!p))
3220                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3221
3222                 return p;
3223         }
3224
3225 again:
3226         for_each_class(class) {
3227                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3228                 if (p) {
3229                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3230                                 goto again;
3231                         return p;
3232                 }
3233         }
3234
3235         /* The idle class should always have a runnable task: */
3236         BUG();
3237 }
3238
3239 /*
3240  * __schedule() is the main scheduler function.
3241  *
3242  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3243  *
3244  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3245  *
3246  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3247  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3248  *
3249  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3250  *      interrupt handler scheduler_tick().
3251  *
3252  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3253  *      task to the run-queue and that's it.
3254  *
3255  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3256  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3257  *      called on the nearest possible occasion:
3258  *
3259  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3260  *
3261  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3262  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3263  *           spin_unlock()!)
3264  *
3265  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3266  *           preemptible context
3267  *
3268  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3269  *         then at the next:
3270  *
3271  *          - cond_resched() call
3272  *          - explicit schedule() call
3273  *          - return from syscall or exception to user-space
3274  *          - return from interrupt-handler to user-space
3275  *
3276  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3277  */
3278 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3279 {
3280         struct task_struct *prev, *next;
3281         unsigned long *switch_count;
3282         struct rq_flags rf;
3283         struct rq *rq;
3284         int cpu;
3285
3286         cpu = smp_processor_id();
3287         rq = cpu_rq(cpu);
3288         prev = rq->curr;
3289
3290         schedule_debug(prev);
3291
3292         if (sched_feat(HRTICK))
3293                 hrtick_clear(rq);
3294
3295         local_irq_disable();
3296         rcu_note_context_switch(preempt);
3297
3298         /*
3299          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3300          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3301          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3302          */
3303         rq_lock(rq, &rf);
3304         smp_mb__after_spinlock();
3305
3306         /* Promote REQ to ACT */
3307         rq->clock_update_flags <<= 1;
3308         update_rq_clock(rq);
3309
3310         switch_count = &prev->nivcsw;
3311         if (!preempt && prev->state) {
3312                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3313                         prev->state = TASK_RUNNING;
3314                 } else {
3315                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3316                         prev->on_rq = 0;
3317
3318                         if (prev->in_iowait) {
3319                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3320                                 delayacct_blkio_start();
3321                         }
3322
3323                         /*
3324                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3325                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3326                          * concurrency.
3327                          */
3328                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3329                                 struct task_struct *to_wakeup;
3330
3331                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3332                                 if (to_wakeup)
3333                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3334                         }
3335                 }
3336                 switch_count = &prev->nvcsw;
3337         }
3338
3339         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3340         clear_tsk_need_resched(prev);
3341         clear_preempt_need_resched();
3342
3343         if (likely(prev != next)) {
3344                 rq->nr_switches++;
3345                 rq->curr = next;
3346                 /*
3347                  * The membarrier system call requires each architecture
3348                  * to have a full memory barrier after updating
3349                  * rq->curr, before returning to user-space. For TSO
3350                  * (e.g. x86), the architecture must provide its own
3351                  * barrier in switch_mm(). For weakly ordered machines
3352                  * for which spin_unlock() acts as a full memory
3353                  * barrier, finish_lock_switch() in common code takes
3354                  * care of this barrier. For weakly ordered machines for
3355                  * which spin_unlock() acts as a RELEASE barrier (only
3356                  * arm64 and PowerPC), arm64 has a full barrier in
3357                  * switch_to(), and PowerPC has
3358                  * smp_mb__after_unlock_lock() before
3359                  * finish_lock_switch().
3360                  */
3361                 ++*switch_count;
3362
3363                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3364
3365                 /* Also unlocks the rq: */
3366                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3367         } else {
3368                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3369                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3370         }
3371
3372         balance_callback(rq);
3373 }
3374
3375 void __noreturn do_task_dead(void)
3376 {
3377         /*
3378          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3379          * when the following two conditions become true.
3380          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3381          *     exit_mm()), and
3382          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3383          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3384          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3385          *
3386          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3387          * is held by try_to_wake_up()
3388          */
3389         raw_spin_lock_irq(&current->pi_lock);
3390         raw_spin_unlock_irq(&current->pi_lock);
3391
3392         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3393         __set_current_state(TASK_DEAD);
3394
3395         /* Tell freezer to ignore us: */
3396         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3397
3398         __schedule(false);
3399         BUG();
3400
3401         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3402         for (;;)
3403                 cpu_relax();
3404 }
3405
3406 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3407 {
3408         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3409                 return;
3410         /*
3411          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3412          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3413          */
3414         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3415                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3416 }
3417
3418 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3419 {
3420         struct task_struct *tsk = current;
3421
3422         sched_submit_work(tsk);
3423         do {
3424                 preempt_disable();
3425                 __schedule(false);
3426                 sched_preempt_enable_no_resched();
3427         } while (need_resched());
3428 }
3429 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3430
3431 /*
3432  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3433  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3434  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3435  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3436  * (schedule out non-voluntarily).
3437  *
3438  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3439  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3440  */
3441 void __sched schedule_idle(void)
3442 {
3443         /*
3444          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3445          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3446          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3447          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3448          * TASK_RUNNING state.
3449          */
3450         WARN_ON_ONCE(current->state);
3451         do {
3452                 __schedule(false);
3453         } while (need_resched());
3454 }
3455
3456 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3457 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3458 {
3459         /*
3460          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3461          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3462          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3463          * we find a better solution.
3464          *
3465          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3466          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3467          * too frequently to make sense yet.
3468          */
3469         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3470         schedule();
3471         exception_exit(prev_state);
3472 }
3473 #endif
3474
3475 /**
3476  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3477  *
3478  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3479  */
3480 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3481 {
3482         sched_preempt_enable_no_resched();
3483         schedule();
3484         preempt_disable();
3485 }
3486
3487 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3488 {
3489         do {
3490                 /*
3491                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3492                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3493                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3494                  * by the function tracer will call this function again and
3495                  * cause infinite recursion.
3496                  *
3497                  * Preemption must be disabled here before the function
3498                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3499                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3500                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3501                  * which can also be traced by the function tracer.
3502                  */
3503                 preempt_disable_notrace();
3504                 preempt_latency_start(1);
3505                 __schedule(true);
3506                 preempt_latency_stop(1);
3507                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3508
3509                 /*
3510                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3511                  * between schedule and now.
3512                  */
3513         } while (need_resched());
3514 }
3515
3516 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3517 /*
3518  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3519  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3520  * occur there and call schedule directly.
3521  */
3522 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3523 {
3524         /*
3525          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3526          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3527          */
3528         if (likely(!preemptible()))
3529                 return;
3530
3531         preempt_schedule_common();
3532 }
3533 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3534 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3535
3536 /**
3537  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3538  *
3539  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3540  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3541  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3542  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3543  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3544  * to be called when the system is still in usermode.
3545  *
3546  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3547  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3548  * calling the scheduler.
3549  */
3550 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3551 {
3552         enum ctx_state prev_ctx;
3553
3554         if (likely(!preemptible()))
3555                 return;
3556
3557         do {
3558                 /*
3559                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3560                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3561                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3562                  * by the function tracer will call this function again and
3563                  * cause infinite recursion.
3564                  *
3565                  * Preemption must be disabled here before the function
3566                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3567                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3568                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3569                  * which can also be traced by the function tracer.
3570                  */
3571                 preempt_disable_notrace();
3572                 preempt_latency_start(1);
3573                 /*
3574                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3575                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3576                  * an infinite recursion.
3577                  */
3578                 prev_ctx = exception_enter();
3579                 __schedule(true);
3580                 exception_exit(prev_ctx);
3581
3582                 preempt_latency_stop(1);
3583                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3584         } while (need_resched());
3585 }
3586 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3587
3588 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3589
3590 /*
3591  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3592  * off of irq context.
3593  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3594  * protect us against recursive calling from irq.
3595  */
3596 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3597 {
3598         enum ctx_state prev_state;
3599
3600         /* Catch callers which need to be fixed */
3601         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3602
3603         prev_state = exception_enter();
3604
3605         do {
3606                 preempt_disable();
3607                 local_irq_enable();
3608                 __schedule(true);
3609                 local_irq_disable();
3610                 sched_preempt_enable_no_resched();
3611         } while (need_resched());
3612
3613         exception_exit(prev_state);
3614 }
3615
3616 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3617                           void *key)
3618 {
3619         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3620 }
3621 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3622
3623 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3624
3625 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3626 {
3627         if (pi_task)
3628                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3629
3630         return prio;
3631 }
3632
3633 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3634 {
3635         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3636
3637         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3638 }
3639
3640 /*
3641  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3642  * @p: task to boost
3643  * @pi_task: donor task
3644  *
3645  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3646  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3647  *
3648  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3649  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3650  */
3651 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3652 {
3653         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3654                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3655         const struct sched_class *prev_class;
3656         struct rq_flags rf;
3657         struct rq *rq;
3658
3659         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3660         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3661
3662         /*
3663          * If nothing changed; bail early.
3664          */
3665         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3666                 return;
3667
3668         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3669         update_rq_clock(rq);
3670         /*
3671          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3672          * either lock.
3673          *
3674          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3675          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3676          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3677          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3678          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3679          */
3680         p->pi_top_task = pi_task;
3681
3682         /*
3683          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3684          */
3685         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3686                 goto out_unlock;
3687
3688         /*
3689          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3690          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3691          *
3692          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3693          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3694          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3695          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3696          * with interrupts disabled and will complete the lock
3697          * protected section without being interrupted. So there is no
3698          * real need to boost.
3699          */
3700         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3701                 WARN_ON(p != rq->curr);
3702                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3703                 goto out_unlock;
3704         }
3705
3706         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3707         oldprio = p->prio;
3708
3709         if (oldprio == prio)
3710                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3711
3712         prev_class = p->sched_class;
3713         queued = task_on_rq_queued(p);
3714         running = task_current(rq, p);
3715         if (queued)
3716                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3717         if (running)
3718                 put_prev_task(rq, p);
3719
3720         /*
3721          * Boosting condition are:
3722          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3723          *      --> -dl task blocks on mutex A
3724          *
3725          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3726          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3727          *          running task
3728          */
3729         if (dl_prio(prio)) {
3730                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3731                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3732                         p->dl.dl_boosted = 1;
3733                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3734                 } else
3735                         p->dl.dl_boosted = 0;
3736                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3737         } else if (rt_prio(prio)) {
3738                 if (dl_prio(oldprio))
3739                         p->dl.dl_boosted = 0;
3740                 if (oldprio < prio)
3741                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3742                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3743         } else {
3744                 if (dl_prio(oldprio))
3745                         p->dl.dl_boosted = 0;
3746                 if (rt_prio(oldprio))
3747                         p->rt.timeout = 0;
3748                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3749         }
3750
3751         p->prio = prio;
3752
3753         if (queued)
3754                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3755         if (running)
3756                 set_curr_task(rq, p);
3757
3758         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3759 out_unlock:
3760         /* Avoid rq from going away on us: */
3761         preempt_disable();
3762         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3763
3764         balance_callback(rq);
3765         preempt_enable();
3766 }
3767 #else
3768 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3769 {
3770         return prio;
3771 }
3772 #endif
3773
3774 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3775 {
3776         bool queued, running;
3777         int old_prio, delta;
3778         struct rq_flags rf;
3779         struct rq *rq;
3780
3781         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3782                 return;
3783         /*
3784          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3785          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3786          */
3787         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3788         update_rq_clock(rq);
3789
3790         /*
3791          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3792          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3793          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3794          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3795          */
3796         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3797                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3798                 goto out_unlock;
3799         }
3800         queued = task_on_rq_queued(p);
3801         running = task_current(rq, p);
3802         if (queued)
3803                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3804         if (running)
3805                 put_prev_task(rq, p);
3806
3807         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3808         set_load_weight(p);
3809         old_prio = p->prio;
3810         p->prio = effective_prio(p);
3811         delta = p->prio - old_prio;
3812
3813         if (queued) {
3814                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3815                 /*
3816                  * If the task increased its priority or is running and
3817                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3818                  */
3819                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3820                         resched_curr(rq);
3821         }
3822         if (running)
3823                 set_curr_task(rq, p);
3824 out_unlock:
3825         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3826 }
3827 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3828
3829 /*
3830  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3831  * @p: task
3832  * @nice: nice value
3833  */
3834 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3835 {
3836         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3837         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3838
3839         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3840                 capable(CAP_SYS_NICE));
3841 }
3842
3843 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3844
3845 /*
3846  * sys_nice - change the priority of the current process.
3847  * @increment: priority increment
3848  *
3849  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3850  * does similar things.
3851  */
3852 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3853 {
3854         long nice, retval;
3855
3856         /*
3857          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3858          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3859          * and we have a single winner.
3860          */
3861         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3862         nice = task_nice(current) + increment;
3863
3864         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3865         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3866                 return -EPERM;
3867
3868         retval = security_task_setnice(current, nice);
3869         if (retval)
3870                 return retval;
3871
3872         set_user_nice(current, nice);
3873         return 0;
3874 }
3875
3876 #endif
3877
3878 /**
3879  * task_prio - return the priority value of a given task.
3880  * @p: the task in question.
3881  *
3882  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3883  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3884  * around 0, value goes from -16 to +15.
3885  */
3886 int task_prio(const struct task_struct *p)
3887 {
3888         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3889 }
3890
3891 /**
3892  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3893  * @cpu: the processor in question.
3894  *
3895  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3896  */
3897 int idle_cpu(int cpu)
3898 {
3899         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3900
3901         if (rq->curr != rq->idle)
3902                 return 0;
3903
3904         if (rq->nr_running)
3905                 return 0;
3906
3907 #ifdef CONFIG_SMP
3908         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3909                 return 0;
3910 #endif
3911
3912         return 1;
3913 }
3914
3915 /**
3916  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3917  * @cpu: the processor in question.
3918  *
3919  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3920  */
3921 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3922 {
3923         return cpu_rq(cpu)->idle;
3924 }
3925
3926 /**
3927  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3928  * @pid: the pid in question.
3929  *
3930  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3931  */
3932 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3933 {
3934         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3935 }
3936
3937 /*
3938  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3939  * it calls know not to change it.
3940  */
3941 #define SETPARAM_POLICY -1
3942
3943 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3944                 const struct sched_attr *attr)
3945 {
3946         int policy = attr->sched_policy;
3947
3948         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3949                 policy = p->policy;
3950
3951         p->policy = policy;
3952
3953         if (dl_policy(policy))
3954                 __setparam_dl(p, attr);
3955         else if (fair_policy(policy))
3956                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3957
3958         /*
3959          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3960          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3961          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3962          */
3963         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3964         p->normal_prio = normal_prio(p);
3965         set_load_weight(p);
3966 }
3967
3968 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3969 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3970                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3971 {
3972         __setscheduler_params(p, attr);
3973
3974         /*
3975          * Keep a potential priority boosting if called from
3976          * sched_setscheduler().
3977          */
3978         p->prio = normal_prio(p);
3979         if (keep_boost)
3980                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
3981
3982         if (dl_prio(p->prio))
3983                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3984         else if (rt_prio(p->prio))
3985                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3986         else
3987                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3988 }
3989
3990 /*
3991  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
3992  */
3993 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3994 {
3995         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3996         bool match;
3997
3998         rcu_read_lock();
3999         pcred = __task_cred(p);
4000         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4001                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4002         rcu_read_unlock();
4003         return match;
4004 }
4005
4006 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4007                                 const struct sched_attr *attr,
4008                                 bool user, bool pi)
4009 {
4010         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4011                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4012         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4013         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4014         const struct sched_class *prev_class;
4015         struct rq_flags rf;
4016         int reset_on_fork;
4017         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4018         struct rq *rq;
4019
4020         /* The pi code expects interrupts enabled */
4021         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4022 recheck:
4023         /* Double check policy once rq lock held: */
4024         if (policy < 0) {
4025                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4026                 policy = oldpolicy = p->policy;
4027         } else {
4028                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4029
4030                 if (!valid_policy(policy))
4031                         return -EINVAL;
4032         }
4033
4034         if (attr->sched_flags &
4035                 ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK | SCHED_FLAG_RECLAIM))
4036                 return -EINVAL;
4037
4038         /*
4039          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4040          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4041          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4042          */
4043         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4044             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4045                 return -EINVAL;
4046         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4047             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4048                 return -EINVAL;
4049
4050         /*
4051          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4052          */
4053         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4054                 if (fair_policy(policy)) {
4055                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4056                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4057                                 return -EPERM;
4058                 }
4059
4060                 if (rt_policy(policy)) {
4061                         unsigned long rlim_rtprio =
4062                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4063
4064                         /* Can't set/change the rt policy: */
4065                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4066                                 return -EPERM;
4067
4068                         /* Can't increase priority: */
4069                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4070                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4071                                 return -EPERM;
4072                 }
4073
4074                  /*
4075                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4076                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4077                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4078                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4079                   */
4080                 if (dl_policy(policy))
4081                         return -EPERM;
4082
4083                 /*
4084                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4085                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4086                  */
4087                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4088                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4089                                 return -EPERM;
4090                 }
4091
4092                 /* Can't change other user's priorities: */
4093                 if (!check_same_owner(p))
4094                         return -EPERM;
4095
4096                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4097                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4098                         return -EPERM;
4099         }
4100
4101         if (user) {
4102                 retval = security_task_setscheduler(p);
4103                 if (retval)
4104                         return retval;
4105         }
4106
4107         /*
4108          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4109          * changing the priority of the task:
4110          *
4111          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4112          * runqueue lock must be held.
4113          */
4114         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4115         update_rq_clock(rq);
4116
4117         /*
4118          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4119          */
4120         if (p == rq->stop) {
4121                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4122                 return -EINVAL;
4123         }
4124
4125         /*
4126          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4127          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4128          */
4129         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4130                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4131                         goto change;
4132                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4133                         goto change;
4134                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4135                         goto change;
4136
4137                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4138                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4139                 return 0;
4140         }
4141 change:
4142
4143         if (user) {
4144 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4145                 /*
4146                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4147                  * assigned.
4148                  */
4149                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4150                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4151                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4152                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4153                         return -EPERM;
4154                 }
4155 #endif
4156 #ifdef CONFIG_SMP
4157                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4158                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4159
4160                         /*
4161                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4162                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4163                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4164                          */
4165                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4166                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4167                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4168                                 return -EPERM;
4169                         }
4170                 }
4171 #endif
4172         }
4173
4174         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4175         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4176                 policy = oldpolicy = -1;
4177                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4178                 goto recheck;
4179         }
4180
4181         /*
4182          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4183          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4184          * is available.
4185          */
4186         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4187                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4188                 return -EBUSY;
4189         }
4190
4191         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4192         oldprio = p->prio;
4193
4194         if (pi) {
4195                 /*
4196                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4197                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4198                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4199                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4200                  * itself.
4201                  */
4202                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4203                 if (new_effective_prio == oldprio)
4204                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4205         }
4206
4207         queued = task_on_rq_queued(p);
4208         running = task_current(rq, p);
4209         if (queued)
4210                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4211         if (running)
4212                 put_prev_task(rq, p);
4213
4214         prev_class = p->sched_class;
4215         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4216
4217         if (queued) {
4218                 /*
4219                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4220                  * increased (user space view).
4221                  */
4222                 if (oldprio < p->prio)
4223                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4224
4225                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4226         }
4227         if (running)
4228                 set_curr_task(rq, p);
4229
4230         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4231
4232         /* Avoid rq from going away on us: */
4233         preempt_disable();
4234         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4235
4236         if (pi)
4237                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4238
4239         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4240         balance_callback(rq);
4241         preempt_enable();
4242
4243         return 0;
4244 }
4245
4246 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4247                                const struct sched_param *param, bool check)
4248 {
4249         struct sched_attr attr = {
4250                 .sched_policy   = policy,
4251                 .sched_priority = param->sched_priority,
4252                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4253         };
4254
4255         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4256         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4257                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4258                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4259                 attr.sched_policy = policy;
4260         }
4261
4262         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4263 }
4264 /**
4265  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4266  * @p: the task in question.
4267  * @policy: new policy.
4268  * @param: structure containing the new RT priority.
4269  *
4270  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4271  *
4272  * NOTE that the task may be already dead.
4273  */
4274 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4275                        const struct sched_param *param)
4276 {
4277         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4278 }
4279 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4280
4281 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4282 {
4283         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4284 }
4285 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4286
4287 /**
4288  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4289  * @p: the task in question.
4290  * @policy: new policy.
4291  * @param: structure containing the new RT priority.
4292  *
4293  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4294  * current context has permission.  For example, this is needed in
4295  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4296  * but our caller might not have that capability.
4297  *
4298  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4299  */
4300 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4301                                const struct sched_param *param)
4302 {
4303         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4304 }
4305 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4306
4307 static int
4308 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4309 {
4310         struct sched_param lparam;
4311         struct task_struct *p;
4312         int retval;
4313
4314         if (!param || pid < 0)
4315                 return -EINVAL;
4316         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4317                 return -EFAULT;
4318
4319         rcu_read_lock();
4320         retval = -ESRCH;
4321         p = find_process_by_pid(pid);
4322         if (p != NULL)
4323                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4324         rcu_read_unlock();
4325
4326         return retval;
4327 }
4328
4329 /*
4330  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4331  */
4332 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4333 {
4334         u32 size;
4335         int ret;
4336
4337         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4338                 return -EFAULT;
4339
4340         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4341         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4342
4343         ret = get_user(size, &uattr->size);
4344         if (ret)
4345                 return ret;
4346
4347         /* Bail out on silly large: */
4348         if (size > PAGE_SIZE)
4349                 goto err_size;
4350
4351         /* ABI compatibility quirk: */
4352         if (!size)
4353                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4354
4355         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4356                 goto err_size;
4357
4358         /*
4359          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4360          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4361          * user-space does not rely on any kernel feature
4362          * extensions we dont know about yet.
4363          */
4364         if (size > sizeof(*attr)) {
4365                 unsigned char __user *addr;
4366                 unsigned char __user *end;
4367                 unsigned char val;
4368
4369                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4370                 end  = (void __user *)uattr + size;
4371
4372                 for (; addr < end; addr++) {
4373                         ret = get_user(val, addr);
4374                         if (ret)
4375                                 return ret;
4376                         if (val)
4377                                 goto err_size;
4378                 }
4379                 size = sizeof(*attr);
4380         }
4381
4382         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4383         if (ret)
4384                 return -EFAULT;
4385
4386         /*
4387          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4388          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4389          */
4390         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4391
4392         return 0;
4393
4394 err_size:
4395         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4396         return -E2BIG;
4397 }
4398
4399 /**
4400  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4401  * @pid: the pid in question.
4402  * @policy: new policy.
4403  * @param: structure containing the new RT priority.
4404  *
4405  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4406  */
4407 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4408 {
4409         if (policy < 0)
4410                 return -EINVAL;
4411
4412         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4413 }
4414
4415 /**
4416  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4417  * @pid: the pid in question.
4418  * @param: structure containing the new RT priority.
4419  *
4420  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4421  */
4422 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4423 {
4424         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4425 }
4426
4427 /**
4428  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4429  * @pid: the pid in question.
4430  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4431  * @flags: for future extension.
4432  */
4433 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4434                                unsigned int, flags)
4435 {
4436         struct sched_attr attr;
4437         struct task_struct *p;
4438         int retval;
4439
4440         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4441                 return -EINVAL;
4442
4443         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4444         if (retval)
4445                 return retval;
4446
4447         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4448                 return -EINVAL;
4449
4450         rcu_read_lock();
4451         retval = -ESRCH;
4452         p = find_process_by_pid(pid);
4453         if (p != NULL)
4454                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4455         rcu_read_unlock();
4456
4457         return retval;
4458 }
4459
4460 /**
4461  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4462  * @pid: the pid in question.
4463  *
4464  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4465  * code.
4466  */
4467 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4468 {
4469         struct task_struct *p;
4470         int retval;
4471
4472         if (pid < 0)
4473                 return -EINVAL;
4474
4475         retval = -ESRCH;
4476         rcu_read_lock();
4477         p = find_process_by_pid(pid);
4478         if (p) {
4479                 retval = security_task_getscheduler(p);
4480                 if (!retval)
4481                         retval = p->policy
4482                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4483         }
4484         rcu_read_unlock();
4485         return retval;
4486 }
4487
4488 /**
4489  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4490  * @pid: the pid in question.
4491  * @param: structure containing the RT priority.
4492  *
4493  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4494  * code.
4495  */
4496 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4497 {
4498         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4499         struct task_struct *p;
4500         int retval;
4501
4502         if (!param || pid < 0)
4503                 return -EINVAL;
4504
4505         rcu_read_lock();
4506         p = find_process_by_pid(pid);
4507         retval = -ESRCH;
4508         if (!p)
4509                 goto out_unlock;
4510
4511         retval = security_task_getscheduler(p);
4512         if (retval)
4513                 goto out_unlock;
4514
4515         if (task_has_rt_policy(p))
4516                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4517         rcu_read_unlock();
4518
4519         /*
4520          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4521          */
4522         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4523
4524         return retval;
4525
4526 out_unlock:
4527         rcu_read_unlock();
4528         return retval;
4529 }
4530
4531 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4532                            struct sched_attr *attr,
4533                            unsigned int usize)
4534 {
4535         int ret;
4536
4537         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4538                 return -EFAULT;
4539
4540         /*
4541          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4542          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4543          * user-space does not get uncomplete information.
4544          */
4545         if (usize < sizeof(*attr)) {
4546                 unsigned char *addr;
4547                 unsigned char *end;
4548
4549                 addr = (void *)attr + usize;
4550                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4551
4552                 for (; addr < end; addr++) {
4553                         if (*addr)
4554                                 return -EFBIG;
4555                 }
4556
4557                 attr->size = usize;
4558         }
4559
4560         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4561         if (ret)
4562                 return -EFAULT;
4563
4564         return 0;
4565 }
4566
4567 /**
4568  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4569  * @pid: the pid in question.
4570  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4571  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4572  * @flags: for future extension.
4573  */
4574 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4575                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4576 {
4577         struct sched_attr attr = {
4578                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4579         };
4580         struct task_struct *p;
4581         int retval;
4582
4583         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4584             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4585                 return -EINVAL;
4586
4587         rcu_read_lock();
4588         p = find_process_by_pid(pid);
4589         retval = -ESRCH;
4590         if (!p)
4591                 goto out_unlock;
4592
4593         retval = security_task_getscheduler(p);
4594         if (retval)
4595                 goto out_unlock;
4596
4597         attr.sched_policy = p->policy;
4598         if (p->sched_reset_on_fork)
4599                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4600         if (task_has_dl_policy(p))
4601                 __getparam_dl(p, &attr);
4602         else if (task_has_rt_policy(p))
4603                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4604         else
4605                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4606
4607         rcu_read_unlock();
4608
4609         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4610         return retval;
4611
4612 out_unlock:
4613         rcu_read_unlock();
4614         return retval;
4615 }
4616
4617 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4618 {
4619         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4620         struct task_struct *p;
4621         int retval;
4622
4623         rcu_read_lock();
4624
4625         p = find_process_by_pid(pid);
4626         if (!p) {
4627                 rcu_read_unlock();
4628                 return -ESRCH;
4629         }
4630
4631         /* Prevent p going away */
4632         get_task_struct(p);
4633         rcu_read_unlock();
4634
4635         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4636                 retval = -EINVAL;
4637                 goto out_put_task;
4638         }
4639         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4640                 retval = -ENOMEM;
4641                 goto out_put_task;
4642         }
4643         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4644                 retval = -ENOMEM;
4645                 goto out_free_cpus_allowed;
4646         }
4647         retval = -EPERM;
4648         if (!check_same_owner(p)) {
4649                 rcu_read_lock();
4650                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4651                         rcu_read_unlock();
4652                         goto out_free_new_mask;
4653                 }
4654                 rcu_read_unlock();
4655         }
4656
4657         retval = security_task_setscheduler(p);
4658         if (retval)
4659                 goto out_free_new_mask;
4660
4661
4662         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4663         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4664
4665         /*
4666          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4667          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4668          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4669          * root_domain.
4670          */
4671 #ifdef CONFIG_SMP
4672         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4673                 rcu_read_lock();
4674                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4675                         retval = -EBUSY;
4676                         rcu_read_unlock();
4677                         goto out_free_new_mask;
4678                 }
4679                 rcu_read_unlock();
4680         }
4681 #endif
4682 again:
4683         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4684
4685         if (!retval) {
4686                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4687                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4688                         /*
4689                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4690                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4691                          * cpuset's cpus_allowed
4692                          */
4693                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4694                         goto again;
4695                 }
4696         }
4697 out_free_new_mask:
4698         free_cpumask_var(new_mask);
4699 out_free_cpus_allowed:
4700         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4701 out_put_task:
4702         put_task_struct(p);
4703         return retval;
4704 }
4705
4706 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4707                              struct cpumask *new_mask)
4708 {
4709         if (len < cpumask_size())
4710                 cpumask_clear(new_mask);
4711         else if (len > cpumask_size())
4712                 len = cpumask_size();
4713
4714         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4715 }
4716
4717 /**
4718  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4719  * @pid: pid of the process
4720  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4721  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4722  *
4723  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4724  */
4725 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4726                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4727 {
4728         cpumask_var_t new_mask;
4729         int retval;
4730
4731         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4732                 return -ENOMEM;
4733
4734         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4735         if (retval == 0)
4736                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4737         free_cpumask_var(new_mask);
4738         return retval;
4739 }
4740
4741 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4742 {
4743         struct task_struct *p;
4744         unsigned long flags;
4745         int retval;
4746
4747         rcu_read_lock();
4748
4749         retval = -ESRCH;
4750         p = find_process_by_pid(pid);
4751         if (!p)
4752                 goto out_unlock;
4753
4754         retval = security_task_getscheduler(p);
4755         if (retval)
4756                 goto out_unlock;
4757
4758         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4759         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4760         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4761
4762 out_unlock:
4763         rcu_read_unlock();
4764
4765         return retval;
4766 }
4767
4768 /**
4769  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4770  * @pid: pid of the process
4771  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4772  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4773  *
4774  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4775  * error code otherwise.
4776  */
4777 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4778                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4779 {
4780         int ret;
4781         cpumask_var_t mask;
4782
4783         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4784                 return -EINVAL;
4785         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4786                 return -EINVAL;
4787
4788         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4789                 return -ENOMEM;
4790
4791         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4792         if (ret == 0) {
4793                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4794
4795                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4796                         ret = -EFAULT;
4797                 else
4798                         ret = retlen;
4799         }
4800         free_cpumask_var(mask);
4801
4802         return ret;
4803 }
4804
4805 /**
4806  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4807  *
4808  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4809  * other threads running on this CPU then this function will return.
4810  *
4811  * Return: 0.
4812  */
4813 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4814 {
4815         struct rq_flags rf;
4816         struct rq *rq;
4817
4818         local_irq_disable();
4819         rq = this_rq();
4820         rq_lock(rq, &rf);
4821
4822         schedstat_inc(rq->yld_count);
4823         current->sched_class->yield_task(rq);
4824
4825         /*
4826          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4827          * no need to preempt or enable interrupts:
4828          */
4829         preempt_disable();
4830         rq_unlock(rq, &rf);
4831         sched_preempt_enable_no_resched();
4832
4833         schedule();
4834
4835         return 0;
4836 }
4837
4838 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4839 int __sched _cond_resched(void)
4840 {
4841         if (should_resched(0)) {
4842                 preempt_schedule_common();
4843                 return 1;
4844         }
4845         return 0;
4846 }
4847 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4848 #endif
4849
4850 /*
4851  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4852  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4853  *
4854  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4855  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4856  * spin_unlock(), once by hand).
4857  */
4858 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4859 {
4860         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4861         int ret = 0;
4862
4863         lockdep_assert_held(lock);
4864
4865         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4866                 spin_unlock(lock);
4867                 if (resched)
4868                         preempt_schedule_common();
4869                 else
4870                         cpu_relax();
4871                 ret = 1;
4872                 spin_lock(lock);
4873         }
4874         return ret;
4875 }
4876 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4877
4878 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4879 {
4880         BUG_ON(!in_softirq());
4881
4882         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4883                 local_bh_enable();
4884                 preempt_schedule_common();
4885                 local_bh_disable();
4886                 return 1;
4887         }
4888         return 0;
4889 }
4890 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4891
4892 /**
4893  * yield - yield the current processor to other threads.
4894  *
4895  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4896  *
4897  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4898  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4899  * it, its already broken.
4900  *
4901  * Typical broken usage is:
4902  *
4903  * while (!event)
4904  *      yield();
4905  *
4906  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4907  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4908  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4909  *
4910  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4911  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4912  * If you still want to use yield(), do not!
4913  */
4914 void __sched yield(void)
4915 {
4916         set_current_state(TASK_RUNNING);
4917         sys_sched_yield();
4918 }
4919 EXPORT_SYMBOL(yield);
4920
4921 /**
4922  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4923  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4924  * processor it's on.
4925  * @p: target task
4926  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4927  *
4928  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4929  * can't go away on us before we can do any checks.
4930  *
4931  * Return:
4932  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4933  *      false (0) if we failed to boost the target.
4934  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4935  */
4936 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4937 {
4938         struct task_struct *curr = current;
4939         struct rq *rq, *p_rq;
4940         unsigned long flags;
4941         int yielded = 0;
4942
4943         local_irq_save(flags);
4944         rq = this_rq();
4945
4946 again:
4947         p_rq = task_rq(p);
4948         /*
4949          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4950          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4951          */
4952         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4953                 yielded = -ESRCH;
4954                 goto out_irq;
4955         }
4956
4957         double_rq_lock(rq, p_rq);
4958         if (task_rq(p) != p_rq) {
4959                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4960                 goto again;
4961         }
4962
4963         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4964                 goto out_unlock;
4965
4966         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4967                 goto out_unlock;
4968
4969         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4970                 goto out_unlock;
4971
4972         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4973         if (yielded) {
4974                 schedstat_inc(rq->yld_count);
4975                 /*
4976                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4977                  * fairness.
4978                  */
4979                 if (preempt && rq != p_rq)
4980                         resched_curr(p_rq);
4981         }
4982
4983 out_unlock:
4984         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4985 out_irq:
4986         local_irq_restore(flags);
4987
4988         if (yielded > 0)
4989                 schedule();
4990
4991         return yielded;
4992 }
4993 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4994
4995 int io_schedule_prepare(void)
4996 {
4997         int old_iowait = current->in_iowait;
4998
4999         current->in_iowait = 1;
5000         blk_schedule_flush_plug(current);
5001
5002         return old_iowait;
5003 }
5004
5005 void io_schedule_finish(int token)
5006 {
5007         current->in_iowait = token;
5008 }
5009
5010 /*
5011  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5012  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5013  */
5014 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5015 {
5016         int token;
5017         long ret;
5018
5019         token = io_schedule_prepare();
5020         ret = schedule_timeout(timeout);
5021         io_schedule_finish(token);
5022
5023         return ret;
5024 }
5025 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5026
5027 void io_schedule(void)
5028 {
5029         int token;
5030
5031         token = io_schedule_prepare();
5032         schedule();
5033         io_schedule_finish(token);
5034 }
5035 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5036
5037 /**
5038  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5039  * @policy: scheduling class.
5040  *
5041  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5042  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5043  * On failure, a negative error code is returned.
5044  */
5045 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5046 {
5047         int ret = -EINVAL;
5048
5049         switch (policy) {
5050         case SCHED_FIFO:
5051         case SCHED_RR:
5052                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5053                 break;
5054         case SCHED_DEADLINE:
5055         case SCHED_NORMAL:
5056         case SCHED_BATCH:
5057         case SCHED_IDLE:
5058                 ret = 0;
5059                 break;
5060         }
5061         return ret;
5062 }
5063
5064 /**
5065  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5066  * @policy: scheduling class.
5067  *
5068  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5069  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5070  * On failure, a negative error code is returned.
5071  */
5072 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5073 {
5074         int ret = -EINVAL;
5075
5076         switch (policy) {
5077         case SCHED_FIFO:
5078         case SCHED_RR:
5079                 ret = 1;
5080                 break;
5081         case SCHED_DEADLINE:
5082         case SCHED_NORMAL:
5083         case SCHED_BATCH:
5084         case SCHED_IDLE:
5085                 ret = 0;
5086         }
5087         return ret;
5088 }
5089
5090 /**
5091  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5092  * @pid: pid of the process.
5093  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5094  *
5095  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5096  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5097  *
5098  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5099  * an error code.
5100  */
5101 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5102                 struct timespec __user *, interval)
5103 {
5104         struct task_struct *p;
5105         unsigned int time_slice;
5106         struct rq_flags rf;
5107         struct timespec t;
5108         struct rq *rq;
5109         int retval;
5110
5111         if (pid < 0)
5112                 return -EINVAL;
5113
5114         retval = -ESRCH;
5115         rcu_read_lock();
5116         p = find_process_by_pid(pid);
5117         if (!p)
5118                 goto out_unlock;
5119
5120         retval = security_task_getscheduler(p);
5121         if (retval)
5122                 goto out_unlock;
5123
5124         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5125         time_slice = 0;
5126         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5127                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5128         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5129
5130         rcu_read_unlock();
5131         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5132         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5133         return retval;
5134
5135 out_unlock:
5136         rcu_read_unlock();
5137         return retval;
5138 }
5139
5140 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5141 {
5142         unsigned long free = 0;
5143         int ppid;
5144
5145         if (!try_get_task_stack(p))
5146                 return;
5147
5148         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5149
5150         if (p->state == TASK_RUNNING)
5151                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5152 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5153         free = stack_not_used(p);
5154 #endif
5155         ppid = 0;
5156         rcu_read_lock();
5157         if (pid_alive(p))
5158                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5159         rcu_read_unlock();
5160         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5161                 task_pid_nr(p), ppid,
5162                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5163
5164         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5165         show_stack(p, NULL);
5166         put_task_stack(p);
5167 }
5168
5169 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5170 {
5171         struct task_struct *g, *p;
5172
5173 #if BITS_PER_LONG == 32
5174         printk(KERN_INFO
5175                 "  task                PC stack   pid father\n");
5176 #else
5177         printk(KERN_INFO
5178                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5179 #endif
5180         rcu_read_lock();
5181         for_each_process_thread(g, p) {
5182                 /*
5183                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5184                  * console might take a lot of time:
5185                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5186                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5187                  * an IPI.
5188                  */
5189                 touch_nmi_watchdog();
5190                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5191                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5192                         sched_show_task(p);
5193         }
5194
5195 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5196         if (!state_filter)
5197                 sysrq_sched_debug_show();
5198 #endif
5199         rcu_read_unlock();
5200         /*
5201          * Only show locks if all tasks are dumped:
5202          */
5203         if (!state_filter)
5204                 debug_show_all_locks();
5205 }
5206
5207 /**
5208  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5209  * @idle: task in question
5210  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5211  *
5212  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5213  * flag, to make booting more robust.
5214  */
5215 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5216 {
5217         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5218         unsigned long flags;
5219
5220         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5221         raw_spin_lock(&rq->lock);
5222
5223         __sched_fork(0, idle);
5224         idle->state = TASK_RUNNING;
5225         idle->se.exec_start = sched_clock();
5226         idle->flags |= PF_IDLE;
5227
5228         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5229
5230 #ifdef CONFIG_SMP
5231         /*
5232          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5233          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5234          *
5235          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5236          */
5237         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5238 #endif
5239         /*
5240          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5241          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5242          * lockdep check in task_group() will fail.
5243          *
5244          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5245          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5246          *
5247          * Silence PROVE_RCU
5248          */
5249         rcu_read_lock();
5250         __set_task_cpu(idle, cpu);
5251         rcu_read_unlock();
5252
5253         rq->curr = rq->idle = idle;
5254         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5255 #ifdef CONFIG_SMP
5256         idle->on_cpu = 1;
5257 #endif
5258         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5259         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5260
5261         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5262         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5263
5264         /*
5265          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5266          */
5267         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5268         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5269         vtime_init_idle(idle, cpu);
5270 #ifdef CONFIG_SMP
5271         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5272 #endif
5273 }
5274
5275 #ifdef CONFIG_SMP
5276
5277 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5278                               const struct cpumask *trial)
5279 {
5280         int ret = 1;
5281
5282         if (!cpumask_weight(cur))
5283                 return ret;
5284
5285         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5286
5287         return ret;
5288 }
5289
5290 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5291                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5292 {
5293         int ret = 0;
5294
5295         /*
5296          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5297          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5298          * affinity and isolating such threads by their set of
5299          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5300          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5301          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5302          * before cpus_allowed may be changed.
5303          */
5304         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5305                 ret = -EINVAL;
5306                 goto out;
5307         }
5308
5309         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5310                                               cs_cpus_allowed))
5311                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5312
5313 out:
5314         return ret;
5315 }
5316
5317 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5318
5319 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5320 /* Migrate current task p to target_cpu */
5321 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5322 {
5323         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5324         int curr_cpu = task_cpu(p);
5325
5326         if (curr_cpu == target_cpu)
5327                 return 0;
5328
5329         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5330                 return -EINVAL;
5331
5332         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5333
5334         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5335         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5336 }
5337
5338 /*
5339  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5340  * tasks on the runqueues
5341  */
5342 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5343 {
5344         bool queued, running;
5345         struct rq_flags rf;
5346         struct rq *rq;
5347
5348         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5349         queued = task_on_rq_queued(p);
5350         running = task_current(rq, p);
5351
5352         if (queued)
5353                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5354         if (running)
5355                 put_prev_task(rq, p);
5356
5357         p->numa_preferred_nid = nid;
5358
5359         if (queued)
5360                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5361         if (running)
5362                 set_curr_task(rq, p);
5363         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5364 }
5365 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5366
5367 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5368 /*
5369  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5370  * offline.
5371  */
5372 void idle_task_exit(void)
5373 {
5374         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5375
5376         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5377
5378         if (mm != &init_mm) {
5379                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5380                 finish_arch_post_lock_switch();
5381         }
5382         mmdrop(mm);
5383 }
5384
5385 /*
5386  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5387  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5388  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5389  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5390  * calculation.
5391  *
5392  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5393  */
5394 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5395 {
5396         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5397         if (delta)
5398                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5399 }
5400
5401 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5402 {
5403 }
5404
5405 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5406         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5407 };
5408
5409 static struct task_struct fake_task = {
5410         /*
5411          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5412          */
5413         .prio = MAX_PRIO + 1,
5414         .sched_class = &fake_sched_class,
5415 };
5416
5417 /*
5418  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5419  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5420  *
5421  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5422  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5423  * because of lock validation efforts.
5424  */
5425 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5426 {
5427         struct rq *rq = dead_rq;
5428         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5429         struct rq_flags orf = *rf;
5430         int dest_cpu;
5431
5432         /*
5433          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5434          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5435          *
5436          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5437          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5438          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5439          * done here.
5440          */
5441         rq->stop = NULL;
5442
5443         /*
5444          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5445          * class method both need to have an up-to-date
5446          * value of rq->clock[_task]
5447          */
5448         update_rq_clock(rq);
5449
5450         for (;;) {
5451                 /*
5452                  * There's this thread running, bail when that's the only
5453                  * remaining thread:
5454                  */
5455                 if (rq->nr_running == 1)
5456                         break;
5457
5458                 /*
5459                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5460                  */
5461                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5462                 BUG_ON(!next);
5463                 put_prev_task(rq, next);
5464
5465                 /*
5466                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5467                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5468                  * stabilizes the mask.
5469                  *
5470                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5471                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5472                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5473                  */
5474                 rq_unlock(rq, rf);
5475                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5476                 rq_relock(rq, rf);
5477
5478                 /*
5479                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5480                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5481                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5482                  */
5483                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5484                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5485                         continue;
5486                 }
5487
5488                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5489                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5490                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5491                 if (rq != dead_rq) {
5492                         rq_unlock(rq, rf);
5493                         rq = dead_rq;
5494                         *rf = orf;
5495                         rq_relock(rq, rf);
5496                 }
5497                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5498         }
5499
5500         rq->stop = stop;
5501 }
5502 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5503
5504 void set_rq_online(struct rq *rq)
5505 {
5506         if (!rq->online) {
5507                 const struct sched_class *class;
5508
5509                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5510                 rq->online = 1;
5511
5512                 for_each_class(class) {
5513                         if (class->rq_online)
5514                                 class->rq_online(rq);
5515                 }
5516         }
5517 }
5518
5519 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5520 {
5521         if (rq->online) {
5522                 const struct sched_class *class;
5523
5524                 for_each_class(class) {
5525                         if (class->rq_offline)
5526                                 class->rq_offline(rq);
5527                 }
5528
5529                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5530                 rq->online = 0;
5531         }
5532 }
5533
5534 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5535 {
5536         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5537
5538         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5539 }
5540
5541 /*
5542  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5543  */
5544 static int num_cpus_frozen;
5545
5546 /*
5547  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5548  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5549  * around partition_sched_domains().
5550  *
5551  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5552  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5553  */
5554 static void cpuset_cpu_active(void)
5555 {
5556         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5557                 /*
5558                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5559                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5560                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5561                  * domain, ignoring cpusets.
5562                  */
5563                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5564                 if (--num_cpus_frozen)
5565                         return;
5566                 /*
5567                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5568                  * restore the original sched domains by considering the
5569                  * cpuset configurations.
5570                  */
5571                 cpuset_force_rebuild();
5572         }
5573         cpuset_update_active_cpus();
5574 }
5575
5576 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5577 {
5578         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5579                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5580                         return -EBUSY;
5581                 cpuset_update_active_cpus();
5582         } else {
5583                 num_cpus_frozen++;
5584                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5585         }
5586         return 0;
5587 }
5588
5589 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5590 {
5591         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5592         struct rq_flags rf;
5593
5594         set_cpu_active(cpu, true);
5595
5596         if (sched_smp_initialized) {
5597                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5598                 cpuset_cpu_active();
5599         }
5600
5601         /*
5602          * Put the rq online, if not already. This happens:
5603          *
5604          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5605          *    after all CPUs have been brought up.
5606          *
5607          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5608          *    domains.
5609          */
5610         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5611         if (rq->rd) {
5612                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5613                 set_rq_online(rq);
5614         }
5615         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5616
5617         update_max_interval();
5618
5619         return 0;
5620 }
5621
5622 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5623 {
5624         int ret;
5625
5626         set_cpu_active(cpu, false);
5627         /*
5628          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5629          * users of this state to go away such that all new such users will
5630          * observe it.
5631          *
5632          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5633          */
5634         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5635
5636         if (!sched_smp_initialized)
5637                 return 0;
5638
5639         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5640         if (ret) {
5641                 set_cpu_active(cpu, true);
5642                 return ret;
5643         }
5644         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5645         return 0;
5646 }
5647
5648 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5649 {
5650         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5651
5652         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5653         update_max_interval();
5654 }
5655
5656 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5657 {
5658         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5659         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5660         return 0;
5661 }
5662
5663 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5664 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5665 {
5666         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5667         struct rq_flags rf;
5668
5669         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5670         sched_ttwu_pending();
5671
5672         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5673         if (rq->rd) {
5674                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5675                 set_rq_offline(rq);
5676         }
5677         migrate_tasks(rq, &rf);
5678         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5679         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5680
5681         calc_load_migrate(rq);
5682         update_max_interval();
5683         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5684         hrtick_clear(rq);
5685         return 0;
5686 }
5687 #endif
5688
5689 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5690 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5691
5692 static void sched_init_smt(void)
5693 {
5694         /*
5695          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5696          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5697          */
5698         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5699                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5700 }
5701 #else
5702 static inline void sched_init_smt(void) { }
5703 #endif
5704
5705 void __init sched_init_smp(void)
5706 {
5707         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5708
5709         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5710
5711         sched_init_numa();
5712
5713         /*
5714          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5715          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5716          * happen.
5717          */
5718         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5719         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5720         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5721         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5722                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5723         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5724
5725         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5726         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5727                 BUG();
5728         sched_init_granularity();
5729         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5730
5731         init_sched_rt_class();
5732         init_sched_dl_class();
5733
5734         sched_init_smt();
5735
5736         sched_smp_initialized = true;
5737 }
5738
5739 static int __init migration_init(void)
5740 {
5741         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5742         return 0;
5743 }
5744 early_initcall(migration_init);
5745
5746 #else
5747 void __init sched_init_smp(void)
5748 {
5749         sched_init_granularity();
5750 }
5751 #endif /* CONFIG_SMP */
5752
5753 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5754 {
5755         return in_lock_functions(addr) ||
5756                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5757                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5758 }
5759
5760 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5761 /*
5762  * Default task group.
5763  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5764  */
5765 struct task_group root_task_group;
5766 LIST_HEAD(task_groups);
5767
5768 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5769 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5770 #endif
5771
5772 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5773 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5774
5775 void __init sched_init(void)
5776 {
5777         int i, j;
5778         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5779
5780         sched_clock_init();
5781         wait_bit_init();
5782
5783 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5784         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5785 #endif
5786 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5787         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5788 #endif
5789         if (alloc_size) {
5790                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5791
5792 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5793                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5794                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5795
5796                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5797                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5798
5799 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5800 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5801                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5802                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5803
5804                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5805                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5806
5807 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5808         }
5809 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5810         for_each_possible_cpu(i) {
5811                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5812                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5813                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5814                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5815         }
5816 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5817
5818         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5819         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5820
5821 #ifdef CONFIG_SMP
5822         init_defrootdomain();
5823 #endif
5824
5825 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5826         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
5827                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
5828 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5829
5830 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5831         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
5832
5833         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
5834         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
5835         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
5836         autogroup_init(&init_task);
5837 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
5838
5839         for_each_possible_cpu(i) {
5840                 struct rq *rq;
5841
5842                 rq = cpu_rq(i);
5843                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
5844                 rq->nr_running = 0;
5845                 rq->calc_load_active = 0;
5846                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5847                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
5848                 init_rt_rq(&rq->rt);
5849                 init_dl_rq(&rq->dl);
5850 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5851                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
5852                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
5853                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
5854                 /*
5855                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
5856                  *
5857                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
5858                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
5859                  * system CPU resource is divided among the tasks of
5860                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
5861                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
5862                  * (se->load.weight).
5863                  *
5864                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
5865                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
5866                  * then A0's share of the CPU resource is:
5867                  *
5868                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
5869                  *
5870                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
5871                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
5872                  */
5873                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
5874                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
5875 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5876
5877                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
5878 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5879                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
5880 #endif
5881
5882                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
5883                         rq->cpu_load[j] = 0;
5884
5885 #ifdef CONFIG_SMP
5886                 rq->sd = NULL;
5887                 rq->rd = NULL;
5888                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5889                 rq->balance_callback = NULL;
5890                 rq->active_balance = 0;
5891                 rq->next_balance = jiffies;
5892                 rq->push_cpu = 0;
5893                 rq->cpu = i;
5894                 rq->online = 0;
5895                 rq->idle_stamp = 0;
5896                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
5897                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
5898
5899                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
5900
5901                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
5902 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5903                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
5904                 rq->nohz_flags = 0;
5905 #endif
5906 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5907                 rq->last_sched_tick = 0;
5908 #endif
5909 #endif /* CONFIG_SMP */
5910                 init_rq_hrtick(rq);
5911                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
5912         }
5913
5914         set_load_weight(&init_task);
5915
5916         /*
5917          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
5918          */
5919         mmgrab(&init_mm);
5920         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
5921
5922         /*
5923          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
5924          * called from this thread, however somewhere below it might be,
5925          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
5926          * when this runqueue becomes "idle".
5927          */
5928         init_idle(current, smp_processor_id());
5929
5930         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5931
5932 #ifdef CONFIG_SMP
5933         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
5934         if (cpu_isolated_map == NULL)
5935                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
5936         idle_thread_set_boot_cpu();
5937         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
5938 #endif
5939         init_sched_fair_class();
5940
5941         init_schedstats();
5942
5943         scheduler_running = 1;
5944 }
5945
5946 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5947 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
5948 {
5949         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
5950
5951         return (nested == preempt_offset);
5952 }
5953
5954 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5955 {
5956         /*
5957          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
5958          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
5959          * otherwise we will destroy state.
5960          */
5961         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
5962                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
5963                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
5964                         current->state,
5965                         (void *)current->task_state_change,
5966                         (void *)current->task_state_change);
5967
5968         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
5969 }
5970 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
5971
5972 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5973 {
5974         /* Ratelimiting timestamp: */
5975         static unsigned long prev_jiffy;
5976
5977         unsigned long preempt_disable_ip;
5978
5979         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
5980         rcu_sleep_check();
5981
5982         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
5983              !is_idle_task(current)) ||
5984             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
5985             oops_in_progress)
5986                 return;
5987
5988         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
5989                 return;
5990         prev_jiffy = jiffies;
5991
5992         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
5993         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5994
5995         printk(KERN_ERR
5996                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
5997                         file, line);
5998         printk(KERN_ERR
5999                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6000                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6001                         current->pid, current->comm);
6002
6003         if (task_stack_end_corrupted(current))
6004                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6005
6006         debug_show_held_locks(current);
6007         if (irqs_disabled())
6008                 print_irqtrace_events(current);
6009         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6010             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6011                 pr_err("Preemption disabled at:");
6012                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6013                 pr_cont("\n");
6014         }
6015         dump_stack();
6016         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6017 }
6018 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6019 #endif
6020
6021 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6022 void normalize_rt_tasks(void)
6023 {
6024         struct task_struct *g, *p;
6025         struct sched_attr attr = {
6026                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6027         };
6028
6029         read_lock(&tasklist_lock);
6030         for_each_process_thread(g, p) {
6031                 /*
6032                  * Only normalize user tasks:
6033                  */
6034                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6035                         continue;
6036
6037                 p->se.exec_start = 0;
6038                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6039                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6040                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6041
6042                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6043                         /*
6044                          * Renice negative nice level userspace
6045                          * tasks back to 0:
6046                          */
6047                         if (task_nice(p) < 0)
6048                                 set_user_nice(p, 0);
6049                         continue;
6050                 }
6051
6052                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6053         }
6054         read_unlock(&tasklist_lock);
6055 }
6056
6057 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6058
6059 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6060 /*
6061  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6062  *
6063  * They can only be called when the whole system has been
6064  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6065  * activity can take place. Using them for anything else would
6066  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6067  * under any other configuration.
6068  */
6069
6070 /**
6071  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6072  * @cpu: the processor in question.
6073  *
6074  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6075  *
6076  * Return: The current task for @cpu.
6077  */
6078 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6079 {
6080         return cpu_curr(cpu);
6081 }
6082
6083 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6084
6085 #ifdef CONFIG_IA64
6086 /**
6087  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6088  * @cpu: the processor in question.
6089  * @p: the task pointer to set.
6090  *
6091  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6092  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6093  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6094  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6095  * and caller must save the original value of the current task (see
6096  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6097  * re-starting the system.
6098  *
6099  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6100  */
6101 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6102 {
6103         cpu_curr(cpu) = p;
6104 }
6105
6106 #endif
6107
6108 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6109 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6110 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6111
6112 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6113 {
6114         free_fair_sched_group(tg);
6115         free_rt_sched_group(tg);
6116         autogroup_free(tg);
6117         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6118 }
6119
6120 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6121 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6122 {
6123         struct task_group *tg;
6124
6125         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6126         if (!tg)
6127                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6128
6129         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6130                 goto err;
6131
6132         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6133                 goto err;
6134
6135         return tg;
6136
6137 err:
6138         sched_free_group(tg);
6139         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6140 }
6141
6142 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6143 {
6144         unsigned long flags;
6145
6146         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6147         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6148
6149         /* Root should already exist: */
6150         WARN_ON(!parent);
6151
6152         tg->parent = parent;
6153         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6154         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6155         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6156
6157         online_fair_sched_group(tg);
6158 }
6159
6160 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6161 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6162 {
6163         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6164         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6165 }
6166
6167 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6168 {
6169         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6170         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6171 }
6172
6173 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6174 {
6175         unsigned long flags;
6176
6177         /* End participation in shares distribution: */
6178         unregister_fair_sched_group(tg);
6179
6180         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6181         list_del_rcu(&tg->list);
6182         list_del_rcu(&tg->siblings);
6183         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6184 }
6185
6186 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6187 {
6188         struct task_group *tg;
6189
6190         /*
6191          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6192          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6193          * to prevent lockdep warnings.
6194          */
6195         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6196                           struct task_group, css);
6197         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6198         tsk->sched_task_group = tg;
6199
6200 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6201         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6202                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6203         else
6204 #endif
6205                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6206 }
6207
6208 /*
6209  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6210  *
6211  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6212  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6213  * its new group.
6214  */
6215 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6216 {
6217         int queued, running, queue_flags =
6218                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6219         struct rq_flags rf;
6220         struct rq *rq;
6221
6222         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6223         update_rq_clock(rq);
6224
6225         running = task_current(rq, tsk);
6226         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6227
6228         if (queued)
6229                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6230         if (running)
6231                 put_prev_task(rq, tsk);
6232
6233         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6234
6235         if (queued)
6236                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6237         if (running)
6238                 set_curr_task(rq, tsk);
6239
6240         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6241 }
6242
6243 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6244 {
6245         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6246 }
6247
6248 static struct cgroup_subsys_state *
6249 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6250 {
6251         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6252         struct task_group *tg;
6253
6254         if (!parent) {
6255                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6256                 return &root_task_group.css;
6257         }
6258
6259         tg = sched_create_group(parent);
6260         if (IS_ERR(tg))
6261                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6262
6263         return &tg->css;
6264 }
6265
6266 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6267 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6268 {
6269         struct task_group *tg = css_tg(css);
6270         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6271
6272         if (parent)
6273                 sched_online_group(tg, parent);
6274         return 0;
6275 }
6276
6277 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6278 {
6279         struct task_group *tg = css_tg(css);
6280
6281         sched_offline_group(tg);
6282 }
6283
6284 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6285 {
6286         struct task_group *tg = css_tg(css);
6287
6288         /*
6289          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6290          */
6291         sched_free_group(tg);
6292 }
6293
6294 /*
6295  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6296  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6297  */
6298 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6299 {
6300         struct rq_flags rf;
6301         struct rq *rq;
6302
6303         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6304
6305         update_rq_clock(rq);
6306         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6307
6308         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6309 }
6310
6311 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6312 {
6313         struct task_struct *task;
6314         struct cgroup_subsys_state *css;
6315         int ret = 0;
6316
6317         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6318 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6319                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6320                         return -EINVAL;
6321 #else
6322                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6323                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6324                         return -EINVAL;
6325 #endif
6326                 /*
6327                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6328                  * running, we're sure to observe its full state.
6329                  */
6330                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6331                 /*
6332                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6333                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6334                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6335                  */
6336                 if (task->state == TASK_NEW)
6337                         ret = -EINVAL;
6338                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6339
6340                 if (ret)
6341                         break;
6342         }
6343         return ret;
6344 }
6345
6346 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6347 {
6348         struct task_struct *task;
6349         struct cgroup_subsys_state *css;
6350
6351         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6352                 sched_move_task(task);
6353 }
6354
6355 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6356 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6357                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6358 {
6359         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6360 }
6361
6362 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6363                                struct cftype *cft)
6364 {
6365         struct task_group *tg = css_tg(css);
6366
6367         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6368 }
6369
6370 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6371 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6372
6373 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6374 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6375
6376 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6377
6378 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6379 {
6380         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6381         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6382
6383         if (tg == &root_task_group)
6384                 return -EINVAL;
6385
6386         /*
6387          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6388          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6389          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6390          */
6391         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6392                 return -EINVAL;
6393
6394         /*
6395          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6396          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6397          * feasibility.
6398          */
6399         if (period > max_cfs_quota_period)
6400                 return -EINVAL;
6401
6402         /*
6403          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6404          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6405          */
6406         get_online_cpus();
6407         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6408         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6409         if (ret)
6410                 goto out_unlock;
6411
6412         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6413         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6414         /*
6415          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6416          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6417          */
6418         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6419                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6420         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6421         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6422         cfs_b->quota = quota;
6423
6424         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6425
6426         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6427         if (runtime_enabled)
6428                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6429
6430         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6431
6432         for_each_online_cpu(i) {
6433                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6434                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6435                 struct rq_flags rf;
6436
6437                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6438                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6439                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6440
6441                 if (cfs_rq->throttled)
6442                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6443                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6444         }
6445         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6446                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6447 out_unlock:
6448         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6449         put_online_cpus();
6450
6451         return ret;
6452 }
6453
6454 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6455 {
6456         u64 quota, period;
6457
6458         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6459         if (cfs_quota_us < 0)
6460                 quota = RUNTIME_INF;
6461         else
6462                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6463
6464         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6465 }
6466
6467 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6468 {
6469         u64 quota_us;
6470
6471         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6472                 return -1;
6473
6474         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6475         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6476
6477         return quota_us;
6478 }
6479
6480 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6481 {
6482         u64 quota, period;
6483
6484         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6485         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6486
6487         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6488 }
6489
6490 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6491 {
6492         u64 cfs_period_us;
6493
6494         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6495         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6496
6497         return cfs_period_us;
6498 }
6499
6500 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6501                                   struct cftype *cft)
6502 {
6503         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6504 }
6505
6506 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6507                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6508 {
6509         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6510 }
6511
6512 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6513                                    struct cftype *cft)
6514 {
6515         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6516 }
6517
6518 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6519                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6520 {
6521         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6522 }
6523
6524 struct cfs_schedulable_data {
6525         struct task_group *tg;
6526         u64 period, quota;
6527 };
6528
6529 /*
6530  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6531  * note: units are usecs
6532  */
6533 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6534                                struct cfs_schedulable_data *d)
6535 {
6536         u64 quota, period;
6537
6538         if (tg == d->tg) {
6539                 period = d->period;
6540                 quota = d->quota;
6541         } else {
6542                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6543                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6544         }
6545
6546         /* note: these should typically be equivalent */
6547         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6548                 return RUNTIME_INF;
6549
6550         return to_ratio(period, quota);
6551 }
6552
6553 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6554 {
6555         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6556         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6557         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6558
6559         if (!tg->parent) {
6560                 quota = RUNTIME_INF;
6561         } else {
6562                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6563
6564                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6565                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6566
6567                 /*
6568                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
6569                  * limit is set:
6570                  */
6571                 if (quota == RUNTIME_INF)
6572                         quota = parent_quota;
6573                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6574                         return -EINVAL;
6575         }
6576         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6577
6578         return 0;
6579 }
6580
6581 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6582 {
6583         int ret;
6584         struct cfs_schedulable_data data = {
6585                 .tg = tg,
6586                 .period = period,
6587                 .quota = quota,
6588         };
6589
6590         if (quota != RUNTIME_INF) {
6591                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6592                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6593         }
6594
6595         rcu_read_lock();
6596         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6597         rcu_read_unlock();
6598
6599         return ret;
6600 }
6601
6602 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
6603 {
6604         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6605         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6606
6607         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6608         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6609         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6610
6611         return 0;
6612 }
6613 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6614 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6615
6616 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6617 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6618                                 struct cftype *cft, s64 val)
6619 {
6620         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6621 }
6622
6623 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6624                                struct cftype *cft)
6625 {
6626         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6627 }
6628
6629 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6630                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6631 {
6632         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6633 }
6634
6635 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6636                                    struct cftype *cft)
6637 {
6638         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6639 }
6640 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6641
6642 static struct cftype cpu_files[] = {
6643 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6644         {
6645                 .name = "shares",
6646                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6647                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6648         },
6649 #endif
6650 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6651         {
6652                 .name = "cfs_quota_us",
6653                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6654                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6655         },
6656         {
6657                 .name = "cfs_period_us",
6658                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6659                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6660         },
6661         {
6662                 .name = "stat",
6663                 .seq_show = cpu_stats_show,
6664         },
6665 #endif
6666 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6667         {
6668                 .name = "rt_runtime_us",
6669                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6670                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6671         },
6672         {
6673                 .name = "rt_period_us",
6674                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6675                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6676         },
6677 #endif
6678         { }     /* Terminate */
6679 };
6680
6681 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
6682         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
6683         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
6684         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
6685         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
6686         .fork           = cpu_cgroup_fork,
6687         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
6688         .attach         = cpu_cgroup_attach,
6689         .legacy_cftypes = cpu_files,
6690         .early_init     = true,
6691 };
6692
6693 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6694
6695 void dump_cpu_task(int cpu)
6696 {
6697         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
6698         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
6699 }
6700
6701 /*
6702  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
6703  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
6704  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
6705  * that remained on nice 0.
6706  *
6707  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
6708  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
6709  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
6710  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
6711  * the relative distance between them is ~25%.)
6712  */
6713 const int sched_prio_to_weight[40] = {
6714  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
6715  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
6716  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
6717  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
6718  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
6719  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
6720  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
6721  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
6722 };
6723
6724 /*
6725  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
6726  *
6727  * In cases where the weight does not change often, we can use the
6728  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
6729  * into multiplications:
6730  */
6731 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
6732  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
6733  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
6734  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
6735  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
6736  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
6737  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
6738  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
6739  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
6740 };