1bd317db98108ace615b174d16537bd1a0295215
[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/cpuset.h>
10 #include <linux/delayacct.h>
11 #include <linux/init_task.h>
12 #include <linux/context_tracking.h>
13 #include <linux/rcupdate_wait.h>
14
15 #include <linux/blkdev.h>
16 #include <linux/kprobes.h>
17 #include <linux/mmu_context.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/nmi.h>
20 #include <linux/prefetch.h>
21 #include <linux/profile.h>
22 #include <linux/security.h>
23 #include <linux/syscalls.h>
24
25 #include <asm/switch_to.h>
26 #include <asm/tlb.h>
27 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
28 #include <asm/paravirt.h>
29 #endif
30
31 #include "sched.h"
32 #include "../workqueue_internal.h"
33 #include "../smpboot.h"
34
35 #define CREATE_TRACE_POINTS
36 #include <trace/events/sched.h>
37
38 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
39
40 /*
41  * Debugging: various feature bits
42  */
43
44 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
45         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
46
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
48 #include "features.h"
49         0;
50
51 #undef SCHED_FEAT
52
53 /*
54  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
55  * Limited because this is done with IRQs disabled.
56  */
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
58
59 /*
60  * period over which we average the RT time consumption, measured
61  * in ms.
62  *
63  * default: 1s
64  */
65 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
66
67 /*
68  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
69  * default: 1s
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
72
73 __read_mostly int scheduler_running;
74
75 /*
76  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
77  * default: 0.95s
78  */
79 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
80
81 /* CPUs with isolated domains */
82 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
83
84 /*
85  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
86  */
87 static struct rq *this_rq_lock(void)
88         __acquires(rq->lock)
89 {
90         struct rq *rq;
91
92         local_irq_disable();
93         rq = this_rq();
94         raw_spin_lock(&rq->lock);
95
96         return rq;
97 }
98
99 /*
100  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
101  */
102 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
103         __acquires(rq->lock)
104 {
105         struct rq *rq;
106
107         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
108
109         for (;;) {
110                 rq = task_rq(p);
111                 raw_spin_lock(&rq->lock);
112                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
113                         rq_pin_lock(rq, rf);
114                         return rq;
115                 }
116                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
117
118                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
119                         cpu_relax();
120         }
121 }
122
123 /*
124  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
125  */
126 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
127         __acquires(p->pi_lock)
128         __acquires(rq->lock)
129 {
130         struct rq *rq;
131
132         for (;;) {
133                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
134                 rq = task_rq(p);
135                 raw_spin_lock(&rq->lock);
136                 /*
137                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
138                  *
139                  *      ACQUIRE (rq->lock)
140                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
141                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
142                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
143                  *                                      [L] ->on_rq
144                  *      RELEASE (rq->lock)
145                  *
146                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
147                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
148                  *
149                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
150                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
151                  */
152                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
153                         rq_pin_lock(rq, rf);
154                         return rq;
155                 }
156                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
157                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
158
159                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
160                         cpu_relax();
161         }
162 }
163
164 /*
165  * RQ-clock updating methods:
166  */
167
168 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
169 {
170 /*
171  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
172  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
173  */
174 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
175         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
176 #endif
177 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
178         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
179
180         /*
181          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
182          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
183          * {soft,}irq region.
184          *
185          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
186          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
187          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
188          * monotonic.
189          *
190          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
191          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
192          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
193          * atomic ops.
194          */
195         if (irq_delta > delta)
196                 irq_delta = delta;
197
198         rq->prev_irq_time += irq_delta;
199         delta -= irq_delta;
200 #endif
201 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
202         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
203                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
204                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
205
206                 if (unlikely(steal > delta))
207                         steal = delta;
208
209                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
210                 delta -= steal;
211         }
212 #endif
213
214         rq->clock_task += delta;
215
216 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
217         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
218                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
219 #endif
220 }
221
222 void update_rq_clock(struct rq *rq)
223 {
224         s64 delta;
225
226         lockdep_assert_held(&rq->lock);
227
228         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
229                 return;
230
231 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
232         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
233 #endif
234         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
235         if (delta < 0)
236                 return;
237         rq->clock += delta;
238         update_rq_clock_task(rq, delta);
239 }
240
241
242 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
243 /*
244  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
245  */
246
247 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
248 {
249         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
250                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
251 }
252
253 /*
254  * High-resolution timer tick.
255  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
256  */
257 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
258 {
259         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
260
261         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
262
263         raw_spin_lock(&rq->lock);
264         update_rq_clock(rq);
265         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
266         raw_spin_unlock(&rq->lock);
267
268         return HRTIMER_NORESTART;
269 }
270
271 #ifdef CONFIG_SMP
272
273 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
274 {
275         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
276
277         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
278 }
279
280 /*
281  * called from hardirq (IPI) context
282  */
283 static void __hrtick_start(void *arg)
284 {
285         struct rq *rq = arg;
286
287         raw_spin_lock(&rq->lock);
288         __hrtick_restart(rq);
289         rq->hrtick_csd_pending = 0;
290         raw_spin_unlock(&rq->lock);
291 }
292
293 /*
294  * Called to set the hrtick timer state.
295  *
296  * called with rq->lock held and irqs disabled
297  */
298 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
299 {
300         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
301         ktime_t time;
302         s64 delta;
303
304         /*
305          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
306          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
307          */
308         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
309         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
310
311         hrtimer_set_expires(timer, time);
312
313         if (rq == this_rq()) {
314                 __hrtick_restart(rq);
315         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
316                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
317                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
318         }
319 }
320
321 #else
322 /*
323  * Called to set the hrtick timer state.
324  *
325  * called with rq->lock held and irqs disabled
326  */
327 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
328 {
329         /*
330          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
331          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
332          */
333         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
334         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
335                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
336 }
337 #endif /* CONFIG_SMP */
338
339 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
340 {
341 #ifdef CONFIG_SMP
342         rq->hrtick_csd_pending = 0;
343
344         rq->hrtick_csd.flags = 0;
345         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
346         rq->hrtick_csd.info = rq;
347 #endif
348
349         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
350         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
351 }
352 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
353 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
354 {
355 }
356
357 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
358 {
359 }
360 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
361
362 /*
363  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
364  */
365 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
366         ({                                                              \
367                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
368                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
369                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
370                                                                         \
371                 for (;;) {                                              \
372                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
373                         if (_old == _val)                               \
374                                 break;                                  \
375                         _val = _old;                                    \
376                 }                                                       \
377         _old;                                                           \
378 })
379
380 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
381 /*
382  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
383  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
384  * spurious IPIs.
385  */
386 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
387 {
388         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
389         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
390 }
391
392 /*
393  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
394  *
395  * If this returns true, then the idle task promises to call
396  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
397  */
398 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
399 {
400         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
401         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
402
403         for (;;) {
404                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
405                         return false;
406                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
407                         return true;
408                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
409                 if (old == val)
410                         break;
411                 val = old;
412         }
413         return true;
414 }
415
416 #else
417 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
418 {
419         set_tsk_need_resched(p);
420         return true;
421 }
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
425 {
426         return false;
427 }
428 #endif
429 #endif
430
431 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
432 {
433         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
434
435         /*
436          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
437          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
438          * wakeup due to that.
439          *
440          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
441          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
442          */
443         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
444                 return;
445
446         get_task_struct(task);
447
448         /*
449          * The head is context local, there can be no concurrency.
450          */
451         *head->lastp = node;
452         head->lastp = &node->next;
453 }
454
455 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
456 {
457         struct wake_q_node *node = head->first;
458
459         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
460                 struct task_struct *task;
461
462                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
463                 BUG_ON(!task);
464                 /* Task can safely be re-inserted now: */
465                 node = node->next;
466                 task->wake_q.next = NULL;
467
468                 /*
469                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
470                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
471                  */
472                 wake_up_process(task);
473                 put_task_struct(task);
474         }
475 }
476
477 /*
478  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
479  *
480  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
481  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
482  * the target CPU.
483  */
484 void resched_curr(struct rq *rq)
485 {
486         struct task_struct *curr = rq->curr;
487         int cpu;
488
489         lockdep_assert_held(&rq->lock);
490
491         if (test_tsk_need_resched(curr))
492                 return;
493
494         cpu = cpu_of(rq);
495
496         if (cpu == smp_processor_id()) {
497                 set_tsk_need_resched(curr);
498                 set_preempt_need_resched();
499                 return;
500         }
501
502         if (set_nr_and_not_polling(curr))
503                 smp_send_reschedule(cpu);
504         else
505                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
506 }
507
508 void resched_cpu(int cpu)
509 {
510         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
511         unsigned long flags;
512
513         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
514                 return;
515         resched_curr(rq);
516         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
517 }
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
521 /*
522  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
523  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
524  *
525  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
526  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
527  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
528  */
529 int get_nohz_timer_target(void)
530 {
531         int i, cpu = smp_processor_id();
532         struct sched_domain *sd;
533
534         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
535                 return cpu;
536
537         rcu_read_lock();
538         for_each_domain(cpu, sd) {
539                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
540                         if (cpu == i)
541                                 continue;
542
543                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
544                                 cpu = i;
545                                 goto unlock;
546                         }
547                 }
548         }
549
550         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
551                 cpu = housekeeping_any_cpu();
552 unlock:
553         rcu_read_unlock();
554         return cpu;
555 }
556
557 /*
558  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
559  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
560  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
561  * idle system the next event might even be infinite time into the
562  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
563  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
564  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
565  * wheel for the next timer event.
566  */
567 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
568 {
569         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
570
571         if (cpu == smp_processor_id())
572                 return;
573
574         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
575                 smp_send_reschedule(cpu);
576         else
577                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
578 }
579
580 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
581 {
582         /*
583          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
584          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
585          * If needed we can still optimize that later with an
586          * empty IRQ.
587          */
588         if (cpu_is_offline(cpu))
589                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
590         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
591                 if (cpu != smp_processor_id() ||
592                     tick_nohz_tick_stopped())
593                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
594                 return true;
595         }
596
597         return false;
598 }
599
600 /*
601  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
602  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
603  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
604  */
605 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
606 {
607         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
608                 wake_up_idle_cpu(cpu);
609 }
610
611 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
612 {
613         int cpu = smp_processor_id();
614
615         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
616                 return false;
617
618         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
619                 return true;
620
621         /*
622          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
623          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
624          */
625         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
626         return false;
627 }
628
629 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
630
631 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
632 {
633         return false;
634 }
635
636 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
637
638 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
639 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
640 {
641         int fifo_nr_running;
642
643         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
644         if (rq->dl.dl_nr_running)
645                 return false;
646
647         /*
648          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
649          * actual RR behaviour.
650          */
651         if (rq->rt.rr_nr_running) {
652                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
653                         return true;
654                 else
655                         return false;
656         }
657
658         /*
659          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
660          * forced preemption between FIFO tasks.
661          */
662         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
663         if (fifo_nr_running)
664                 return true;
665
666         /*
667          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
668          * if there's more than one we need the tick for involuntary
669          * preemption.
670          */
671         if (rq->nr_running > 1)
672                 return false;
673
674         return true;
675 }
676 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
677
678 void sched_avg_update(struct rq *rq)
679 {
680         s64 period = sched_avg_period();
681
682         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
683                 /*
684                  * Inline assembly required to prevent the compiler
685                  * optimising this loop into a divmod call.
686                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
687                  */
688                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
689                 rq->age_stamp += period;
690                 rq->rt_avg /= 2;
691         }
692 }
693
694 #endif /* CONFIG_SMP */
695
696 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
697                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
698 /*
699  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
700  * node and @up when leaving it for the final time.
701  *
702  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
703  */
704 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
705                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
706 {
707         struct task_group *parent, *child;
708         int ret;
709
710         parent = from;
711
712 down:
713         ret = (*down)(parent, data);
714         if (ret)
715                 goto out;
716         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
717                 parent = child;
718                 goto down;
719
720 up:
721                 continue;
722         }
723         ret = (*up)(parent, data);
724         if (ret || parent == from)
725                 goto out;
726
727         child = parent;
728         parent = parent->parent;
729         if (parent)
730                 goto up;
731 out:
732         return ret;
733 }
734
735 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
736 {
737         return 0;
738 }
739 #endif
740
741 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
742 {
743         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
744         struct load_weight *load = &p->se.load;
745
746         /*
747          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
748          */
749         if (idle_policy(p->policy)) {
750                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
751                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
752                 return;
753         }
754
755         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
756         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
757 }
758
759 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
760 {
761         update_rq_clock(rq);
762         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
763                 sched_info_queued(rq, p);
764         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
765 }
766
767 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
768 {
769         update_rq_clock(rq);
770         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
771                 sched_info_dequeued(rq, p);
772         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
773 }
774
775 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
776 {
777         if (task_contributes_to_load(p))
778                 rq->nr_uninterruptible--;
779
780         enqueue_task(rq, p, flags);
781 }
782
783 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
784 {
785         if (task_contributes_to_load(p))
786                 rq->nr_uninterruptible++;
787
788         dequeue_task(rq, p, flags);
789 }
790
791 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
792 {
793         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
794         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
795
796         if (stop) {
797                 /*
798                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
799                  * userspace knows about and won't get confused about.
800                  *
801                  * Also, it will make PI more or less work without too
802                  * much confusion -- but then, stop work should not
803                  * rely on PI working anyway.
804                  */
805                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
806
807                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
808         }
809
810         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
811
812         if (old_stop) {
813                 /*
814                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
815                  * it can die in pieces.
816                  */
817                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
818         }
819 }
820
821 /*
822  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
823  */
824 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
825 {
826         return p->static_prio;
827 }
828
829 /*
830  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
831  * without taking RT-inheritance into account. Might be
832  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
833  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
834  * estimator recalculates.
835  */
836 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
837 {
838         int prio;
839
840         if (task_has_dl_policy(p))
841                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
842         else if (task_has_rt_policy(p))
843                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
844         else
845                 prio = __normal_prio(p);
846         return prio;
847 }
848
849 /*
850  * Calculate the current priority, i.e. the priority
851  * taken into account by the scheduler. This value might
852  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
853  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
854  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
855  */
856 static int effective_prio(struct task_struct *p)
857 {
858         p->normal_prio = normal_prio(p);
859         /*
860          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
861          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
862          * to the normal priority:
863          */
864         if (!rt_prio(p->prio))
865                 return p->normal_prio;
866         return p->prio;
867 }
868
869 /**
870  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
871  * @p: the task in question.
872  *
873  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
874  */
875 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
876 {
877         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
878 }
879
880 /*
881  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
882  * use the balance_callback list if you want balancing.
883  *
884  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
885  * balance_callback().
886  */
887 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
888                                        const struct sched_class *prev_class,
889                                        int oldprio)
890 {
891         if (prev_class != p->sched_class) {
892                 if (prev_class->switched_from)
893                         prev_class->switched_from(rq, p);
894
895                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
896         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
897                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
898 }
899
900 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
901 {
902         const struct sched_class *class;
903
904         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
905                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
906         } else {
907                 for_each_class(class) {
908                         if (class == rq->curr->sched_class)
909                                 break;
910                         if (class == p->sched_class) {
911                                 resched_curr(rq);
912                                 break;
913                         }
914                 }
915         }
916
917         /*
918          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
919          * this case, we can save a useless back to back clock update.
920          */
921         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
922                 rq_clock_skip_update(rq, true);
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_SMP
926 /*
927  * This is how migration works:
928  *
929  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
930  *    stop_one_cpu().
931  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
932  *    off the CPU)
933  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
934  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
935  *    it and puts it into the right queue.
936  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
937  *    is done.
938  */
939
940 /*
941  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
942  *
943  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
944  */
945 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
946 {
947         lockdep_assert_held(&rq->lock);
948
949         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
950         dequeue_task(rq, p, 0);
951         set_task_cpu(p, new_cpu);
952         raw_spin_unlock(&rq->lock);
953
954         rq = cpu_rq(new_cpu);
955
956         raw_spin_lock(&rq->lock);
957         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
958         enqueue_task(rq, p, 0);
959         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
960         check_preempt_curr(rq, p, 0);
961
962         return rq;
963 }
964
965 struct migration_arg {
966         struct task_struct *task;
967         int dest_cpu;
968 };
969
970 /*
971  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
972  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
973  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
974  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
975  *
976  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
977  * as the task is no longer on this CPU.
978  */
979 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
980 {
981         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
982                 return rq;
983
984         /* Affinity changed (again). */
985         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
986                 return rq;
987
988         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
989
990         return rq;
991 }
992
993 /*
994  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
995  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
996  * 'pushing' onto another runqueue.
997  */
998 static int migration_cpu_stop(void *data)
999 {
1000         struct migration_arg *arg = data;
1001         struct task_struct *p = arg->task;
1002         struct rq *rq = this_rq();
1003
1004         /*
1005          * The original target CPU might have gone down and we might
1006          * be on another CPU but it doesn't matter.
1007          */
1008         local_irq_disable();
1009         /*
1010          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1011          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1012          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1013          */
1014         sched_ttwu_pending();
1015
1016         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1017         raw_spin_lock(&rq->lock);
1018         /*
1019          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1020          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1021          * we're holding p->pi_lock.
1022          */
1023         if (task_rq(p) == rq) {
1024                 if (task_on_rq_queued(p))
1025                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1026                 else
1027                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1028         }
1029         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1030         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1031
1032         local_irq_enable();
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1038  * actually call this function.
1039  */
1040 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1041 {
1042         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1043         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1044 }
1045
1046 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1047 {
1048         struct rq *rq = task_rq(p);
1049         bool queued, running;
1050
1051         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1052
1053         queued = task_on_rq_queued(p);
1054         running = task_current(rq, p);
1055
1056         if (queued) {
1057                 /*
1058                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1059                  * holding rq->lock.
1060                  */
1061                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1062                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1063         }
1064         if (running)
1065                 put_prev_task(rq, p);
1066
1067         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1068
1069         if (queued)
1070                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1071         if (running)
1072                 set_curr_task(rq, p);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1077  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1078  * is removed from the allowed bitmask.
1079  *
1080  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1081  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1082  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1083  */
1084 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1085                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1086 {
1087         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1088         unsigned int dest_cpu;
1089         struct rq_flags rf;
1090         struct rq *rq;
1091         int ret = 0;
1092
1093         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1094         update_rq_clock(rq);
1095
1096         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1097                 /*
1098                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1099                  */
1100                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1101         }
1102
1103         /*
1104          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1105          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1106          */
1107         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1108                 ret = -EINVAL;
1109                 goto out;
1110         }
1111
1112         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1113                 goto out;
1114
1115         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1116                 ret = -EINVAL;
1117                 goto out;
1118         }
1119
1120         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1121
1122         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1123                 /*
1124                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1125                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1126                  */
1127                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1128                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1129                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1130         }
1131
1132         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1133         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1134                 goto out;
1135
1136         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1137         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1138                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1139                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1140                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1141                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1142                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1143                 return 0;
1144         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1145                 /*
1146                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1147                  * afterwards anyway.
1148                  */
1149                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1150                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1151                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1152         }
1153 out:
1154         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1155
1156         return ret;
1157 }
1158
1159 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1160 {
1161         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1164
1165 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1168         /*
1169          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1170          * ttwu() will sort out the placement.
1171          */
1172         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1173                         !p->on_rq);
1174
1175         /*
1176          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1177          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1178          * time relying on p->on_rq.
1179          */
1180         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1181                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1182                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1183
1184 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1185         /*
1186          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1187          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1188          *
1189          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1190          * see task_group().
1191          *
1192          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1193          * task_rq_lock().
1194          */
1195         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1196                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1197 #endif
1198 #endif
1199
1200         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1201
1202         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1203                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1204                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1205                 p->se.nr_migrations++;
1206                 perf_event_task_migrate(p);
1207         }
1208
1209         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1210 }
1211
1212 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1213 {
1214         if (task_on_rq_queued(p)) {
1215                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1216
1217                 src_rq = task_rq(p);
1218                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1219
1220                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1221                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1222                 set_task_cpu(p, cpu);
1223                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1224                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1225                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1226         } else {
1227                 /*
1228                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1229                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1230                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1231                  */
1232                 p->wake_cpu = cpu;
1233         }
1234 }
1235
1236 struct migration_swap_arg {
1237         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1238         int src_cpu, dst_cpu;
1239 };
1240
1241 static int migrate_swap_stop(void *data)
1242 {
1243         struct migration_swap_arg *arg = data;
1244         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1245         int ret = -EAGAIN;
1246
1247         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1248                 return -EAGAIN;
1249
1250         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1251         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1252
1253         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1254                         &arg->dst_task->pi_lock);
1255         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1256
1257         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1258                 goto unlock;
1259
1260         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1261                 goto unlock;
1262
1263         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1264                 goto unlock;
1265
1266         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1267                 goto unlock;
1268
1269         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1270         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1271
1272         ret = 0;
1273
1274 unlock:
1275         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1276         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1277         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1278
1279         return ret;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * Cross migrate two tasks
1284  */
1285 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1286 {
1287         struct migration_swap_arg arg;
1288         int ret = -EINVAL;
1289
1290         arg = (struct migration_swap_arg){
1291                 .src_task = cur,
1292                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1293                 .dst_task = p,
1294                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1295         };
1296
1297         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1298                 goto out;
1299
1300         /*
1301          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1302          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1303          */
1304         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1305                 goto out;
1306
1307         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1308                 goto out;
1309
1310         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1311                 goto out;
1312
1313         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1314         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1315
1316 out:
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 /*
1321  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1322  *
1323  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1324  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1325  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1326  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1327  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1328  * @p has remained unscheduled the whole time.
1329  *
1330  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1331  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1332  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1333  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1334  * waiting to become inactive.
1335  */
1336 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1337 {
1338         int running, queued;
1339         struct rq_flags rf;
1340         unsigned long ncsw;
1341         struct rq *rq;
1342
1343         for (;;) {
1344                 /*
1345                  * We do the initial early heuristics without holding
1346                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1347                  * the runqueue lock when things look like they will
1348                  * work out!
1349                  */
1350                 rq = task_rq(p);
1351
1352                 /*
1353                  * If the task is actively running on another CPU
1354                  * still, just relax and busy-wait without holding
1355                  * any locks.
1356                  *
1357                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1358                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1359                  * But we don't care, since "task_running()" will
1360                  * return false if the runqueue has changed and p
1361                  * is actually now running somewhere else!
1362                  */
1363                 while (task_running(rq, p)) {
1364                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1365                                 return 0;
1366                         cpu_relax();
1367                 }
1368
1369                 /*
1370                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1371                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1372                  * just go back and repeat.
1373                  */
1374                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1375                 trace_sched_wait_task(p);
1376                 running = task_running(rq, p);
1377                 queued = task_on_rq_queued(p);
1378                 ncsw = 0;
1379                 if (!match_state || p->state == match_state)
1380                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1381                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1382
1383                 /*
1384                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1385                  */
1386                 if (unlikely(!ncsw))
1387                         break;
1388
1389                 /*
1390                  * Was it really running after all now that we
1391                  * checked with the proper locks actually held?
1392                  *
1393                  * Oops. Go back and try again..
1394                  */
1395                 if (unlikely(running)) {
1396                         cpu_relax();
1397                         continue;
1398                 }
1399
1400                 /*
1401                  * It's not enough that it's not actively running,
1402                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1403                  * preempted!
1404                  *
1405                  * So if it was still runnable (but just not actively
1406                  * running right now), it's preempted, and we should
1407                  * yield - it could be a while.
1408                  */
1409                 if (unlikely(queued)) {
1410                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1411
1412                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1413                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1414                         continue;
1415                 }
1416
1417                 /*
1418                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1419                  * runnable, which means that it will never become
1420                  * running in the future either. We're all done!
1421                  */
1422                 break;
1423         }
1424
1425         return ncsw;
1426 }
1427
1428 /***
1429  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1430  * @p: the to-be-kicked thread
1431  *
1432  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1433  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1434  *
1435  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1436  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1437  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1438  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1439  * achieved as well.
1440  */
1441 void kick_process(struct task_struct *p)
1442 {
1443         int cpu;
1444
1445         preempt_disable();
1446         cpu = task_cpu(p);
1447         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1448                 smp_send_reschedule(cpu);
1449         preempt_enable();
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1452
1453 /*
1454  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1455  *
1456  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1457  *
1458  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1459  *
1460  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1461  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1462  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1463  *    see it.
1464  *
1465  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1466  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1467  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1468  *    off.
1469  *
1470  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1471  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1472  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1473  * to satisfy the above rules.
1474  */
1475 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1476 {
1477         int nid = cpu_to_node(cpu);
1478         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1479         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1480         int dest_cpu;
1481
1482         /*
1483          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1484          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1485          * select the CPU on the other node.
1486          */
1487         if (nid != -1) {
1488                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1489
1490                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1491                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1492                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1493                                 continue;
1494                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1495                                 return dest_cpu;
1496                 }
1497         }
1498
1499         for (;;) {
1500                 /* Any allowed, online CPU? */
1501                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1502                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1503                                 continue;
1504                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1505                                 continue;
1506                         goto out;
1507                 }
1508
1509                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1510                 switch (state) {
1511                 case cpuset:
1512                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1513                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1514                                 state = possible;
1515                                 break;
1516                         }
1517                         /* Fall-through */
1518                 case possible:
1519                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1520                         state = fail;
1521                         break;
1522
1523                 case fail:
1524                         BUG();
1525                         break;
1526                 }
1527         }
1528
1529 out:
1530         if (state != cpuset) {
1531                 /*
1532                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1533                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1534                  * leave kernel.
1535                  */
1536                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1537                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1538                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1539                 }
1540         }
1541
1542         return dest_cpu;
1543 }
1544
1545 /*
1546  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1547  */
1548 static inline
1549 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1550 {
1551         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1552
1553         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1554                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1555         else
1556                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1557
1558         /*
1559          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1560          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1561          * CPU.
1562          *
1563          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1564          *
1565          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1566          *   not worry about this generic constraint ]
1567          */
1568         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1569                      !cpu_online(cpu)))
1570                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1571
1572         return cpu;
1573 }
1574
1575 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1576 {
1577         s64 diff = sample - *avg;
1578         *avg += diff >> 3;
1579 }
1580
1581 #else
1582
1583 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1584                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1585 {
1586         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1587 }
1588
1589 #endif /* CONFIG_SMP */
1590
1591 static void
1592 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1593 {
1594         struct rq *rq;
1595
1596         if (!schedstat_enabled())
1597                 return;
1598
1599         rq = this_rq();
1600
1601 #ifdef CONFIG_SMP
1602         if (cpu == rq->cpu) {
1603                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1604                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1605         } else {
1606                 struct sched_domain *sd;
1607
1608                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1609                 rcu_read_lock();
1610                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1611                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1612                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1613                                 break;
1614                         }
1615                 }
1616                 rcu_read_unlock();
1617         }
1618
1619         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1620                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1621 #endif /* CONFIG_SMP */
1622
1623         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1624         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1625
1626         if (wake_flags & WF_SYNC)
1627                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1628 }
1629
1630 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1631 {
1632         activate_task(rq, p, en_flags);
1633         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1634
1635         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1636         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1637                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1642  */
1643 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1644                            struct rq_flags *rf)
1645 {
1646         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1647         p->state = TASK_RUNNING;
1648         trace_sched_wakeup(p);
1649
1650 #ifdef CONFIG_SMP
1651         if (p->sched_class->task_woken) {
1652                 /*
1653                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1654                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1655                  */
1656                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1657                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1658                 rq_repin_lock(rq, rf);
1659         }
1660
1661         if (rq->idle_stamp) {
1662                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1663                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1664
1665                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1666
1667                 if (rq->avg_idle > max)
1668                         rq->avg_idle = max;
1669
1670                 rq->idle_stamp = 0;
1671         }
1672 #endif
1673 }
1674
1675 static void
1676 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1677                  struct rq_flags *rf)
1678 {
1679         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1680
1681         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1682
1683 #ifdef CONFIG_SMP
1684         if (p->sched_contributes_to_load)
1685                 rq->nr_uninterruptible--;
1686
1687         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1688                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1689 #endif
1690
1691         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1692         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1697  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1698  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1699  * the task is still ->on_rq.
1700  */
1701 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1702 {
1703         struct rq_flags rf;
1704         struct rq *rq;
1705         int ret = 0;
1706
1707         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1708         if (task_on_rq_queued(p)) {
1709                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1710                 update_rq_clock(rq);
1711                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1712                 ret = 1;
1713         }
1714         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1715
1716         return ret;
1717 }
1718
1719 #ifdef CONFIG_SMP
1720 void sched_ttwu_pending(void)
1721 {
1722         struct rq *rq = this_rq();
1723         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1724         struct task_struct *p;
1725         unsigned long flags;
1726         struct rq_flags rf;
1727
1728         if (!llist)
1729                 return;
1730
1731         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1732         rq_pin_lock(rq, &rf);
1733
1734         while (llist) {
1735                 int wake_flags = 0;
1736
1737                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1738                 llist = llist_next(llist);
1739
1740                 if (p->sched_remote_wakeup)
1741                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1742
1743                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1744         }
1745
1746         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1747         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1748 }
1749
1750 void scheduler_ipi(void)
1751 {
1752         /*
1753          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1754          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1755          * this IPI.
1756          */
1757         preempt_fold_need_resched();
1758
1759         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1764          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1765          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1766          * we do call them.
1767          *
1768          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1769          * properly.
1770          *
1771          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1772          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1773          * somewhat pessimize the simple resched case.
1774          */
1775         irq_enter();
1776         sched_ttwu_pending();
1777
1778         /*
1779          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1780          */
1781         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1782                 this_rq()->idle_balance = 1;
1783                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1784         }
1785         irq_exit();
1786 }
1787
1788 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1789 {
1790         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1791
1792         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1793
1794         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1795                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1796                         smp_send_reschedule(cpu);
1797                 else
1798                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1799         }
1800 }
1801
1802 void wake_up_if_idle(int cpu)
1803 {
1804         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1805         unsigned long flags;
1806
1807         rcu_read_lock();
1808
1809         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1810                 goto out;
1811
1812         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1813                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1814         } else {
1815                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1816                 if (is_idle_task(rq->curr))
1817                         smp_send_reschedule(cpu);
1818                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1819                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1820         }
1821
1822 out:
1823         rcu_read_unlock();
1824 }
1825
1826 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1827 {
1828         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1829 }
1830 #endif /* CONFIG_SMP */
1831
1832 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1833 {
1834         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1835         struct rq_flags rf;
1836
1837 #if defined(CONFIG_SMP)
1838         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1839                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1840                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1841                 return;
1842         }
1843 #endif
1844
1845         raw_spin_lock(&rq->lock);
1846         rq_pin_lock(rq, &rf);
1847         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1848         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1849         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1850 }
1851
1852 /*
1853  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1854  *
1855  *  MIGRATION
1856  *
1857  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1858  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1859  * execution on its new CPU [c1].
1860  *
1861  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1862  *
1863  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1864  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1865  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1866  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1867  *
1868  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1869  * Note: we only require RCpc transitivity.
1870  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1871  *
1872  * Example:
1873  *
1874  *   CPU0            CPU1            CPU2
1875  *
1876  *   LOCK rq(0)->lock
1877  *   sched-out X
1878  *   sched-in Y
1879  *   UNLOCK rq(0)->lock
1880  *
1881  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1882  *                                   dequeue X
1883  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1884  *
1885  *                                   LOCK rq(1)->lock
1886  *                                   enqueue X
1887  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1888  *
1889  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1890  *                   sched-out Z
1891  *                   sched-in X
1892  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1893  *
1894  *
1895  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1896  *
1897  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1898  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1899  * chain to provide order. Instead we do:
1900  *
1901  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1902  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1903  *
1904  * Example:
1905  *
1906  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1907  *
1908  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1909  *   dequeue X
1910  *   sched-out X
1911  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1912  *
1913  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1914  *                    X->state = WAKING
1915  *                    set_task_cpu(X,2)
1916  *
1917  *                    LOCK rq(2)->lock
1918  *                    enqueue X
1919  *                    X->state = RUNNING
1920  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1921  *
1922  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1923  *                                          sched-out Z
1924  *                                          sched-in X
1925  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1926  *
1927  *                    UNLOCK X->pi_lock
1928  *   UNLOCK rq(0)->lock
1929  *
1930  *
1931  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1932  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1933  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1934  * its wakeup.
1935  *
1936  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1937  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1938  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1939  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1940  *
1941  */
1942
1943 /**
1944  * try_to_wake_up - wake up a thread
1945  * @p: the thread to be awakened
1946  * @state: the mask of task states that can be woken
1947  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1948  *
1949  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1950  *
1951  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1952  *
1953  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1954  * set_current_state().
1955  *
1956  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1957  *         %false otherwise.
1958  */
1959 static int
1960 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1961 {
1962         unsigned long flags;
1963         int cpu, success = 0;
1964
1965         /*
1966          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1967          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1968          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1969          * set_current_state() the waiting thread does.
1970          */
1971         smp_mb__before_spinlock();
1972         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1973         if (!(p->state & state))
1974                 goto out;
1975
1976         trace_sched_waking(p);
1977
1978         /* We're going to change ->state: */
1979         success = 1;
1980         cpu = task_cpu(p);
1981
1982         /*
1983          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1984          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1985          * in smp_cond_load_acquire() below.
1986          *
1987          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1988          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1989          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1990          *                              \
1991          *                               +---   RMB
1992          * schedule()                   /
1993          *       LOCK rq->lock    -----'
1994          *       UNLOCK rq->lock
1995          *
1996          * [task p]
1997          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
1998          *
1999          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2000          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2001          * current.
2002          */
2003         smp_rmb();
2004         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2005                 goto stat;
2006
2007 #ifdef CONFIG_SMP
2008         /*
2009          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2010          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2011          *
2012          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2013          * from the runqueue.
2014          *
2015          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2016          *      UNLOCK rq->lock
2017          *                      RMB
2018          *      LOCK   rq->lock
2019          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2020          *
2021          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2022          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2023          * task, the second putting it to sleep.
2024          */
2025         smp_rmb();
2026
2027         /*
2028          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2029          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2030          *
2031          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2032          *
2033          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2034          * their previous state and preserve Program Order.
2035          */
2036         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2037
2038         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2039         p->state = TASK_WAKING;
2040
2041         if (p->in_iowait) {
2042                 delayacct_blkio_end();
2043                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2044         }
2045
2046         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2047         if (task_cpu(p) != cpu) {
2048                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2049                 set_task_cpu(p, cpu);
2050         }
2051
2052 #else /* CONFIG_SMP */
2053
2054         if (p->in_iowait) {
2055                 delayacct_blkio_end();
2056                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2057         }
2058
2059 #endif /* CONFIG_SMP */
2060
2061         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2062 stat:
2063         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2064 out:
2065         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2066
2067         return success;
2068 }
2069
2070 /**
2071  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2072  * @p: the thread to be awakened
2073  * @cookie: context's cookie for pinning
2074  *
2075  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2076  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2077  * the current task.
2078  */
2079 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2080 {
2081         struct rq *rq = task_rq(p);
2082
2083         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2084             WARN_ON_ONCE(p == current))
2085                 return;
2086
2087         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2088
2089         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2090                 /*
2091                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2092                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2093                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2094                  * not yet picked a replacement task.
2095                  */
2096                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2097                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2098                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2099                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2100                 rq_repin_lock(rq, rf);
2101         }
2102
2103         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2104                 goto out;
2105
2106         trace_sched_waking(p);
2107
2108         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2109                 if (p->in_iowait) {
2110                         delayacct_blkio_end();
2111                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2112                 }
2113                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2114         }
2115
2116         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2117         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2118 out:
2119         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2120 }
2121
2122 /**
2123  * wake_up_process - Wake up a specific process
2124  * @p: The process to be woken up.
2125  *
2126  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2127  * processes.
2128  *
2129  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2130  *
2131  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2132  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2133  */
2134 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2135 {
2136         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2137 }
2138 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2139
2140 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2141 {
2142         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2147  */
2148 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2149 {
2150         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2151
2152         dl_se->dl_runtime = 0;
2153         dl_se->dl_deadline = 0;
2154         dl_se->dl_period = 0;
2155         dl_se->flags = 0;
2156         dl_se->dl_bw = 0;
2157
2158         dl_se->dl_throttled = 0;
2159         dl_se->dl_yielded = 0;
2160 }
2161
2162 /*
2163  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2164  * p is forked by current.
2165  *
2166  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2167  */
2168 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2169 {
2170         p->on_rq                        = 0;
2171
2172         p->se.on_rq                     = 0;
2173         p->se.exec_start                = 0;
2174         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2175         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2176         p->se.nr_migrations             = 0;
2177         p->se.vruntime                  = 0;
2178         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2179
2180 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2181         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2182 #endif
2183
2184 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2185         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2186         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2187 #endif
2188
2189         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2190         init_dl_task_timer(&p->dl);
2191         __dl_clear_params(p);
2192
2193         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2194         p->rt.timeout           = 0;
2195         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2196         p->rt.on_rq             = 0;
2197         p->rt.on_list           = 0;
2198
2199 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2200         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2201 #endif
2202
2203 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2204         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2205                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2206                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2207         }
2208
2209         if (clone_flags & CLONE_VM)
2210                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2211         else
2212                 p->numa_preferred_nid = -1;
2213
2214         p->node_stamp = 0ULL;
2215         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2216         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2217         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2218         p->numa_faults = NULL;
2219         p->last_task_numa_placement = 0;
2220         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2221
2222         p->numa_group = NULL;
2223 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2224 }
2225
2226 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2227
2228 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2229
2230 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2231 {
2232         if (enabled)
2233                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2234         else
2235                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2236 }
2237
2238 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2239 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2240                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2241 {
2242         struct ctl_table t;
2243         int err;
2244         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2245
2246         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2247                 return -EPERM;
2248
2249         t = *table;
2250         t.data = &state;
2251         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2252         if (err < 0)
2253                 return err;
2254         if (write)
2255                 set_numabalancing_state(state);
2256         return err;
2257 }
2258 #endif
2259 #endif
2260
2261 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2262
2263 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2264 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2265
2266 static void set_schedstats(bool enabled)
2267 {
2268         if (enabled)
2269                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2270         else
2271                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2272 }
2273
2274 void force_schedstat_enabled(void)
2275 {
2276         if (!schedstat_enabled()) {
2277                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2278                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2279         }
2280 }
2281
2282 static int __init setup_schedstats(char *str)
2283 {
2284         int ret = 0;
2285         if (!str)
2286                 goto out;
2287
2288         /*
2289          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2290          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2291          * variable so init_schedstats() can do it later.
2292          */
2293         if (!strcmp(str, "enable")) {
2294                 __sched_schedstats = true;
2295                 ret = 1;
2296         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2297                 __sched_schedstats = false;
2298                 ret = 1;
2299         }
2300 out:
2301         if (!ret)
2302                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2303
2304         return ret;
2305 }
2306 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2307
2308 static void __init init_schedstats(void)
2309 {
2310         set_schedstats(__sched_schedstats);
2311 }
2312
2313 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2314 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2315                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2316 {
2317         struct ctl_table t;
2318         int err;
2319         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2320
2321         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2322                 return -EPERM;
2323
2324         t = *table;
2325         t.data = &state;
2326         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2327         if (err < 0)
2328                 return err;
2329         if (write)
2330                 set_schedstats(state);
2331         return err;
2332 }
2333 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2334 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2335 static inline void init_schedstats(void) {}
2336 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2337
2338 /*
2339  * fork()/clone()-time setup:
2340  */
2341 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2342 {
2343         unsigned long flags;
2344         int cpu = get_cpu();
2345
2346         __sched_fork(clone_flags, p);
2347         /*
2348          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2349          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2350          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2351          */
2352         p->state = TASK_NEW;
2353
2354         /*
2355          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2356          */
2357         p->prio = current->normal_prio;
2358
2359         /*
2360          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2361          */
2362         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2363                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2364                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2365                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2366                         p->rt_priority = 0;
2367                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2368                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2369
2370                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2371                 set_load_weight(p);
2372
2373                 /*
2374                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2375                  * fulfilled its duty:
2376                  */
2377                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2378         }
2379
2380         if (dl_prio(p->prio)) {
2381                 put_cpu();
2382                 return -EAGAIN;
2383         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2384                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2385         } else {
2386                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2387         }
2388
2389         init_entity_runnable_average(&p->se);
2390
2391         /*
2392          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2393          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2394          * is ran before sched_fork().
2395          *
2396          * Silence PROVE_RCU.
2397          */
2398         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2399         /*
2400          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2401          * so use __set_task_cpu().
2402          */
2403         __set_task_cpu(p, cpu);
2404         if (p->sched_class->task_fork)
2405                 p->sched_class->task_fork(p);
2406         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2407
2408 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2409         if (likely(sched_info_on()))
2410                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2411 #endif
2412 #if defined(CONFIG_SMP)
2413         p->on_cpu = 0;
2414 #endif
2415         init_task_preempt_count(p);
2416 #ifdef CONFIG_SMP
2417         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2418         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2419 #endif
2420
2421         put_cpu();
2422         return 0;
2423 }
2424
2425 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2426 {
2427         if (runtime == RUNTIME_INF)
2428                 return 1ULL << 20;
2429
2430         /*
2431          * Doing this here saves a lot of checks in all
2432          * the calling paths, and returning zero seems
2433          * safe for them anyway.
2434          */
2435         if (period == 0)
2436                 return 0;
2437
2438         return div64_u64(runtime << 20, period);
2439 }
2440
2441 #ifdef CONFIG_SMP
2442 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2443 {
2444         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2445                          "sched RCU must be held");
2446         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2447 }
2448
2449 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2450 {
2451         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2452         int cpus = 0;
2453
2454         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2455                          "sched RCU must be held");
2456         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2457                 cpus++;
2458
2459         return cpus;
2460 }
2461 #else
2462 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2463 {
2464         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2465 }
2466
2467 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2468 {
2469         return 1;
2470 }
2471 #endif
2472
2473 /*
2474  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2475  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2476  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2477  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2478  *
2479  * This function is called while holding p's rq->lock.
2480  *
2481  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2482  * __setparam_dl().
2483  */
2484 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2485                        const struct sched_attr *attr)
2486 {
2487
2488         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2489         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2490         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2491         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2492         int cpus, err = -1;
2493
2494         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2495         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2496                 return 0;
2497
2498         /*
2499          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2500          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2501          * allocated bandwidth of the container.
2502          */
2503         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2504         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2505         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2506             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2507                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2508                 err = 0;
2509         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2510                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2511                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2512                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2513                 err = 0;
2514         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2515                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2516                 err = 0;
2517         }
2518         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2519
2520         return err;
2521 }
2522
2523 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2524
2525 /*
2526  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2527  *
2528  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2529  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2530  * on the runqueue and wakes it.
2531  */
2532 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2533 {
2534         struct rq_flags rf;
2535         struct rq *rq;
2536
2537         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2538         p->state = TASK_RUNNING;
2539 #ifdef CONFIG_SMP
2540         /*
2541          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2542          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2543          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2544          *
2545          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2546          * as we're not fully set-up yet.
2547          */
2548         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2549 #endif
2550         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2551         update_rq_clock(rq);
2552         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2553
2554         activate_task(rq, p, 0);
2555         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2556         trace_sched_wakeup_new(p);
2557         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2558 #ifdef CONFIG_SMP
2559         if (p->sched_class->task_woken) {
2560                 /*
2561                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2562                  * drop it.
2563                  */
2564                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2565                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2566                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2567         }
2568 #endif
2569         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2570 }
2571
2572 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2573
2574 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2575
2576 void preempt_notifier_inc(void)
2577 {
2578         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2579 }
2580 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2581
2582 void preempt_notifier_dec(void)
2583 {
2584         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2585 }
2586 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2587
2588 /**
2589  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2590  * @notifier: notifier struct to register
2591  */
2592 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2593 {
2594         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2595                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2596
2597         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2600
2601 /**
2602  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2603  * @notifier: notifier struct to unregister
2604  *
2605  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2606  */
2607 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2608 {
2609         hlist_del(&notifier->link);
2610 }
2611 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2612
2613 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2614 {
2615         struct preempt_notifier *notifier;
2616
2617         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2618                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2619 }
2620
2621 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2622 {
2623         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2624                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2625 }
2626
2627 static void
2628 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2629                                    struct task_struct *next)
2630 {
2631         struct preempt_notifier *notifier;
2632
2633         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2634                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2635 }
2636
2637 static __always_inline void
2638 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2639                                  struct task_struct *next)
2640 {
2641         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2642                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2643 }
2644
2645 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2646
2647 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2648 {
2649 }
2650
2651 static inline void
2652 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2653                                  struct task_struct *next)
2654 {
2655 }
2656
2657 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2658
2659 /**
2660  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2661  * @rq: the runqueue preparing to switch
2662  * @prev: the current task that is being switched out
2663  * @next: the task we are going to switch to.
2664  *
2665  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2666  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2667  * switch.
2668  *
2669  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2670  * hooks.
2671  */
2672 static inline void
2673 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2674                     struct task_struct *next)
2675 {
2676         sched_info_switch(rq, prev, next);
2677         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2678         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2679         prepare_lock_switch(rq, next);
2680         prepare_arch_switch(next);
2681 }
2682
2683 /**
2684  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2685  * @prev: the thread we just switched away from.
2686  *
2687  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2688  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2689  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2690  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2691  *
2692  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2693  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2694  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2695  * details.)
2696  *
2697  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2698  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2699  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2700  * because prev may have moved to another CPU.
2701  */
2702 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2703         __releases(rq->lock)
2704 {
2705         struct rq *rq = this_rq();
2706         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2707         long prev_state;
2708
2709         /*
2710          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2711          * because it left us after:
2712          *
2713          *      schedule()
2714          *        preempt_disable();                    // 1
2715          *        __schedule()
2716          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2717          *
2718          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2719          */
2720         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2721                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2722                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2723                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2724
2725         rq->prev_mm = NULL;
2726
2727         /*
2728          * A task struct has one reference for the use as "current".
2729          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2730          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2731          * the scheduled task must drop that reference.
2732          *
2733          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2734          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2735          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2736          * transition, resulting in a double drop.
2737          */
2738         prev_state = prev->state;
2739         vtime_task_switch(prev);
2740         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2741         finish_lock_switch(rq, prev);
2742         finish_arch_post_lock_switch();
2743
2744         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2745         if (mm)
2746                 mmdrop(mm);
2747         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2748                 if (prev->sched_class->task_dead)
2749                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2750
2751                 /*
2752                  * Remove function-return probe instances associated with this
2753                  * task and put them back on the free list.
2754                  */
2755                 kprobe_flush_task(prev);
2756
2757                 /* Task is done with its stack. */
2758                 put_task_stack(prev);
2759
2760                 put_task_struct(prev);
2761         }
2762
2763         tick_nohz_task_switch();
2764         return rq;
2765 }
2766
2767 #ifdef CONFIG_SMP
2768
2769 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2770 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2771 {
2772         struct callback_head *head, *next;
2773         void (*func)(struct rq *rq);
2774         unsigned long flags;
2775
2776         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2777         head = rq->balance_callback;
2778         rq->balance_callback = NULL;
2779         while (head) {
2780                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2781                 next = head->next;
2782                 head->next = NULL;
2783                 head = next;
2784
2785                 func(rq);
2786         }
2787         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2788 }
2789
2790 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2791 {
2792         if (unlikely(rq->balance_callback))
2793                 __balance_callback(rq);
2794 }
2795
2796 #else
2797
2798 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2799 {
2800 }
2801
2802 #endif
2803
2804 /**
2805  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2806  * @prev: the thread we just switched away from.
2807  */
2808 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2809         __releases(rq->lock)
2810 {
2811         struct rq *rq;
2812
2813         /*
2814          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2815          * finish_task_switch() for details.
2816          *
2817          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2818          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2819          * PREEMPT_COUNT kernels).
2820          */
2821
2822         rq = finish_task_switch(prev);
2823         balance_callback(rq);
2824         preempt_enable();
2825
2826         if (current->set_child_tid)
2827                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2832  */
2833 static __always_inline struct rq *
2834 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2835                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2836 {
2837         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2838
2839         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2840
2841         mm = next->mm;
2842         oldmm = prev->active_mm;
2843         /*
2844          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2845          * combine the page table reload and the switch backend into
2846          * one hypercall.
2847          */
2848         arch_start_context_switch(prev);
2849
2850         if (!mm) {
2851                 next->active_mm = oldmm;
2852                 mmgrab(oldmm);
2853                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2854         } else
2855                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2856
2857         if (!prev->mm) {
2858                 prev->active_mm = NULL;
2859                 rq->prev_mm = oldmm;
2860         }
2861
2862         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2863
2864         /*
2865          * Since the runqueue lock will be released by the next
2866          * task (which is an invalid locking op but in the case
2867          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2868          * do an early lockdep release here:
2869          */
2870         rq_unpin_lock(rq, rf);
2871         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2872
2873         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2874         switch_to(prev, next, prev);
2875         barrier();
2876
2877         return finish_task_switch(prev);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * nr_running and nr_context_switches:
2882  *
2883  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2884  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2885  */
2886 unsigned long nr_running(void)
2887 {
2888         unsigned long i, sum = 0;
2889
2890         for_each_online_cpu(i)
2891                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2892
2893         return sum;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Check if only the current task is running on the CPU.
2898  *
2899  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2900  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2901  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2902  *
2903  * - from a non-preemptable section (of course)
2904  *
2905  * - from a thread that is bound to a single CPU
2906  *
2907  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2908  */
2909 bool single_task_running(void)
2910 {
2911         return raw_rq()->nr_running == 1;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2914
2915 unsigned long long nr_context_switches(void)
2916 {
2917         int i;
2918         unsigned long long sum = 0;
2919
2920         for_each_possible_cpu(i)
2921                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2922
2923         return sum;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2928  *
2929  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2930  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2931  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2932  *
2933  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2934  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2935  * running and we'd not be idle.
2936  *
2937  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2938  * is broken.
2939  *
2940  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2941  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2942  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2943  * utilising both CPUs.
2944  *
2945  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2946  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2947  *
2948  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2949  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2950  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2951  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2952  *
2953  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2954  */
2955
2956 unsigned long nr_iowait(void)
2957 {
2958         unsigned long i, sum = 0;
2959
2960         for_each_possible_cpu(i)
2961                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2962
2963         return sum;
2964 }
2965
2966 /*
2967  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2968  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2969  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2970  * runnable.
2971  */
2972
2973 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2974 {
2975         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2976         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2977 }
2978
2979 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2980 {
2981         struct rq *rq = this_rq();
2982         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2983         *load = rq->load.weight;
2984 }
2985
2986 #ifdef CONFIG_SMP
2987
2988 /*
2989  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2990  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2991  */
2992 void sched_exec(void)
2993 {
2994         struct task_struct *p = current;
2995         unsigned long flags;
2996         int dest_cpu;
2997
2998         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2999         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3000         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3001                 goto unlock;
3002
3003         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3004                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3005
3006                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3007                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3008                 return;
3009         }
3010 unlock:
3011         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3012 }
3013
3014 #endif
3015
3016 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3017 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3018
3019 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3020 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3021
3022 /*
3023  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3024  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3025  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3026  * Prefetching this data results in improved performance.
3027  */
3028 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3029 {
3030 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3031         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3032 #else
3033         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3034 #endif
3035         prefetch(curr);
3036         prefetch(&curr->exec_start);
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Return accounted runtime for the task.
3041  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3042  * pending runtime that have not been accounted yet.
3043  */
3044 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3045 {
3046         struct rq_flags rf;
3047         struct rq *rq;
3048         u64 ns;
3049
3050 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3051         /*
3052          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3053          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3054          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3055          *
3056          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3057          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3058          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3059          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3060          * been accounted, so we're correct here as well.
3061          */
3062         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3063                 return p->se.sum_exec_runtime;
3064 #endif
3065
3066         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3067         /*
3068          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3069          * project cycles that may never be accounted to this
3070          * thread, breaking clock_gettime().
3071          */
3072         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3073                 prefetch_curr_exec_start(p);
3074                 update_rq_clock(rq);
3075                 p->sched_class->update_curr(rq);
3076         }
3077         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3078         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3079
3080         return ns;
3081 }
3082
3083 /*
3084  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3085  * We call it with interrupts disabled.
3086  */
3087 void scheduler_tick(void)
3088 {
3089         int cpu = smp_processor_id();
3090         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3091         struct task_struct *curr = rq->curr;
3092
3093         sched_clock_tick();
3094
3095         raw_spin_lock(&rq->lock);
3096         update_rq_clock(rq);
3097         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3098         cpu_load_update_active(rq);
3099         calc_global_load_tick(rq);
3100         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3101
3102         perf_event_task_tick();
3103
3104 #ifdef CONFIG_SMP
3105         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3106         trigger_load_balance(rq);
3107 #endif
3108         rq_last_tick_reset(rq);
3109 }
3110
3111 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3112 /**
3113  * scheduler_tick_max_deferment
3114  *
3115  * Keep at least one tick per second when a single
3116  * active task is running because the scheduler doesn't
3117  * yet completely support full dynticks environment.
3118  *
3119  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3120  * balancing, etc... continue to move forward, even
3121  * with a very low granularity.
3122  *
3123  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3124  */
3125 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3126 {
3127         struct rq *rq = this_rq();
3128         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3129
3130         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3131
3132         if (time_before_eq(next, now))
3133                 return 0;
3134
3135         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3136 }
3137 #endif
3138
3139 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3140                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3141 /*
3142  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3143  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3144  */
3145 static inline void preempt_latency_start(int val)
3146 {
3147         if (preempt_count() == val) {
3148                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3149 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3150                 current->preempt_disable_ip = ip;
3151 #endif
3152                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3153         }
3154 }
3155
3156 void preempt_count_add(int val)
3157 {
3158 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3159         /*
3160          * Underflow?
3161          */
3162         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3163                 return;
3164 #endif
3165         __preempt_count_add(val);
3166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3167         /*
3168          * Spinlock count overflowing soon?
3169          */
3170         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3171                                 PREEMPT_MASK - 10);
3172 #endif
3173         preempt_latency_start(val);
3174 }
3175 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3176 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3177
3178 /*
3179  * If the value passed in equals to the current preempt count
3180  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3181  */
3182 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3183 {
3184         if (preempt_count() == val)
3185                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3186 }
3187
3188 void preempt_count_sub(int val)
3189 {
3190 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3191         /*
3192          * Underflow?
3193          */
3194         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3195                 return;
3196         /*
3197          * Is the spinlock portion underflowing?
3198          */
3199         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3200                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3201                 return;
3202 #endif
3203
3204         preempt_latency_stop(val);
3205         __preempt_count_sub(val);
3206 }
3207 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3208 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3209
3210 #else
3211 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3212 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3213 #endif
3214
3215 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3216 {
3217 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3218         return p->preempt_disable_ip;
3219 #else
3220         return 0;
3221 #endif
3222 }
3223
3224 /*
3225  * Print scheduling while atomic bug:
3226  */
3227 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3228 {
3229         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3230         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3231
3232         if (oops_in_progress)
3233                 return;
3234
3235         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3236                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3237
3238         debug_show_held_locks(prev);
3239         print_modules();
3240         if (irqs_disabled())
3241                 print_irqtrace_events(prev);
3242         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3243             && in_atomic_preempt_off()) {
3244                 pr_err("Preemption disabled at:");
3245                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3246                 pr_cont("\n");
3247         }
3248         if (panic_on_warn)
3249                 panic("scheduling while atomic\n");
3250
3251         dump_stack();
3252         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3253 }
3254
3255 /*
3256  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3257  */
3258 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3259 {
3260 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3261         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3262                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3263 #endif
3264
3265         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3266                 __schedule_bug(prev);
3267                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3268         }
3269         rcu_sleep_check();
3270
3271         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3272
3273         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Pick up the highest-prio task:
3278  */
3279 static inline struct task_struct *
3280 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3281 {
3282         const struct sched_class *class;
3283         struct task_struct *p;
3284
3285         /*
3286          * Optimization: we know that if all tasks are in
3287          * the fair class we can call that function directly:
3288          */
3289         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3290                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3291                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3292                         goto again;
3293
3294                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3295                 if (unlikely(!p))
3296                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3297
3298                 return p;
3299         }
3300
3301 again:
3302         for_each_class(class) {
3303                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3304                 if (p) {
3305                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3306                                 goto again;
3307                         return p;
3308                 }
3309         }
3310
3311         /* The idle class should always have a runnable task: */
3312         BUG();
3313 }
3314
3315 /*
3316  * __schedule() is the main scheduler function.
3317  *
3318  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3319  *
3320  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3321  *
3322  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3323  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3324  *
3325  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3326  *      interrupt handler scheduler_tick().
3327  *
3328  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3329  *      task to the run-queue and that's it.
3330  *
3331  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3332  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3333  *      called on the nearest possible occasion:
3334  *
3335  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3336  *
3337  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3338  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3339  *           spin_unlock()!)
3340  *
3341  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3342  *           preemptible context
3343  *
3344  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3345  *         then at the next:
3346  *
3347  *          - cond_resched() call
3348  *          - explicit schedule() call
3349  *          - return from syscall or exception to user-space
3350  *          - return from interrupt-handler to user-space
3351  *
3352  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3353  */
3354 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3355 {
3356         struct task_struct *prev, *next;
3357         unsigned long *switch_count;
3358         struct rq_flags rf;
3359         struct rq *rq;
3360         int cpu;
3361
3362         cpu = smp_processor_id();
3363         rq = cpu_rq(cpu);
3364         prev = rq->curr;
3365
3366         schedule_debug(prev);
3367
3368         if (sched_feat(HRTICK))
3369                 hrtick_clear(rq);
3370
3371         local_irq_disable();
3372         rcu_note_context_switch();
3373
3374         /*
3375          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3376          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3377          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3378          */
3379         smp_mb__before_spinlock();
3380         raw_spin_lock(&rq->lock);
3381         rq_pin_lock(rq, &rf);
3382
3383         /* Promote REQ to ACT */
3384         rq->clock_update_flags <<= 1;
3385
3386         switch_count = &prev->nivcsw;
3387         if (!preempt && prev->state) {
3388                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3389                         prev->state = TASK_RUNNING;
3390                 } else {
3391                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3392                         prev->on_rq = 0;
3393
3394                         if (prev->in_iowait) {
3395                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3396                                 delayacct_blkio_start();
3397                         }
3398
3399                         /*
3400                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3401                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3402                          * concurrency.
3403                          */
3404                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3405                                 struct task_struct *to_wakeup;
3406
3407                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3408                                 if (to_wakeup)
3409                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3410                         }
3411                 }
3412                 switch_count = &prev->nvcsw;
3413         }
3414
3415         if (task_on_rq_queued(prev))
3416                 update_rq_clock(rq);
3417
3418         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3419         clear_tsk_need_resched(prev);
3420         clear_preempt_need_resched();
3421
3422         if (likely(prev != next)) {
3423                 rq->nr_switches++;
3424                 rq->curr = next;
3425                 ++*switch_count;
3426
3427                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3428
3429                 /* Also unlocks the rq: */
3430                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3431         } else {
3432                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3433                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3434                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3435         }
3436
3437         balance_callback(rq);
3438 }
3439
3440 void __noreturn do_task_dead(void)
3441 {
3442         /*
3443          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3444          * when the following two conditions become true.
3445          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3446          *     exit_mm()), and
3447          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3448          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3449          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3450          *
3451          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3452          * is held by try_to_wake_up()
3453          */
3454         smp_mb();
3455         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3456
3457         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3458         __set_current_state(TASK_DEAD);
3459
3460         /* Tell freezer to ignore us: */
3461         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3462
3463         __schedule(false);
3464         BUG();
3465
3466         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3467         for (;;)
3468                 cpu_relax();
3469 }
3470
3471 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3472 {
3473         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3474                 return;
3475         /*
3476          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3477          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3478          */
3479         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3480                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3481 }
3482
3483 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3484 {
3485         struct task_struct *tsk = current;
3486
3487         sched_submit_work(tsk);
3488         do {
3489                 preempt_disable();
3490                 __schedule(false);
3491                 sched_preempt_enable_no_resched();
3492         } while (need_resched());
3493 }
3494 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3495
3496 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3497 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3498 {
3499         /*
3500          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3501          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3502          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3503          * we find a better solution.
3504          *
3505          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3506          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3507          * too frequently to make sense yet.
3508          */
3509         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3510         schedule();
3511         exception_exit(prev_state);
3512 }
3513 #endif
3514
3515 /**
3516  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3517  *
3518  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3519  */
3520 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3521 {
3522         sched_preempt_enable_no_resched();
3523         schedule();
3524         preempt_disable();
3525 }
3526
3527 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3528 {
3529         do {
3530                 /*
3531                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3532                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3533                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3534                  * by the function tracer will call this function again and
3535                  * cause infinite recursion.
3536                  *
3537                  * Preemption must be disabled here before the function
3538                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3539                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3540                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3541                  * which can also be traced by the function tracer.
3542                  */
3543                 preempt_disable_notrace();
3544                 preempt_latency_start(1);
3545                 __schedule(true);
3546                 preempt_latency_stop(1);
3547                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3548
3549                 /*
3550                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3551                  * between schedule and now.
3552                  */
3553         } while (need_resched());
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3557 /*
3558  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3559  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3560  * occur there and call schedule directly.
3561  */
3562 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3563 {
3564         /*
3565          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3566          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3567          */
3568         if (likely(!preemptible()))
3569                 return;
3570
3571         preempt_schedule_common();
3572 }
3573 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3574 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3575
3576 /**
3577  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3578  *
3579  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3580  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3581  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3582  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3583  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3584  * to be called when the system is still in usermode.
3585  *
3586  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3587  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3588  * calling the scheduler.
3589  */
3590 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3591 {
3592         enum ctx_state prev_ctx;
3593
3594         if (likely(!preemptible()))
3595                 return;
3596
3597         do {
3598                 /*
3599                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3600                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3601                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3602                  * by the function tracer will call this function again and
3603                  * cause infinite recursion.
3604                  *
3605                  * Preemption must be disabled here before the function
3606                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3607                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3608                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3609                  * which can also be traced by the function tracer.
3610                  */
3611                 preempt_disable_notrace();
3612                 preempt_latency_start(1);
3613                 /*
3614                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3615                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3616                  * an infinite recursion.
3617                  */
3618                 prev_ctx = exception_enter();
3619                 __schedule(true);
3620                 exception_exit(prev_ctx);
3621
3622                 preempt_latency_stop(1);
3623                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3624         } while (need_resched());
3625 }
3626 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3627
3628 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3629
3630 /*
3631  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3632  * off of irq context.
3633  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3634  * protect us against recursive calling from irq.
3635  */
3636 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3637 {
3638         enum ctx_state prev_state;
3639
3640         /* Catch callers which need to be fixed */
3641         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3642
3643         prev_state = exception_enter();
3644
3645         do {
3646                 preempt_disable();
3647                 local_irq_enable();
3648                 __schedule(true);
3649                 local_irq_disable();
3650                 sched_preempt_enable_no_resched();
3651         } while (need_resched());
3652
3653         exception_exit(prev_state);
3654 }
3655
3656 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3657                           void *key)
3658 {
3659         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3660 }
3661 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3662
3663 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3664
3665 /*
3666  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3667  * @p: task
3668  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3669  *
3670  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3671  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3672  *
3673  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3674  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3675  */
3676 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3677 {
3678         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3679         const struct sched_class *prev_class;
3680         struct rq_flags rf;
3681         struct rq *rq;
3682
3683         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3684
3685         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3686         update_rq_clock(rq);
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, prio);
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                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3731                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3732                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3733                         p->dl.dl_boosted = 1;
3734                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3735                 } else
3736                         p->dl.dl_boosted = 0;
3737                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3738         } else if (rt_prio(prio)) {
3739                 if (dl_prio(oldprio))
3740                         p->dl.dl_boosted = 0;
3741                 if (oldprio < prio)
3742                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3743                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3744         } else {
3745                 if (dl_prio(oldprio))
3746                         p->dl.dl_boosted = 0;
3747                 if (rt_prio(oldprio))
3748                         p->rt.timeout = 0;
3749                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3750         }
3751
3752         p->prio = prio;
3753
3754         if (queued)
3755                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3756         if (running)
3757                 set_curr_task(rq, p);
3758
3759         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3760 out_unlock:
3761         /* Avoid rq from going away on us: */
3762         preempt_disable();
3763         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3764
3765         balance_callback(rq);
3766         preempt_enable();
3767 }
3768 #endif
3769
3770 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3771 {
3772         bool queued, running;
3773         int old_prio, delta;
3774         struct rq_flags rf;
3775         struct rq *rq;
3776
3777         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3778                 return;
3779         /*
3780          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3781          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3782          */
3783         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3784         update_rq_clock(rq);
3785
3786         /*
3787          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3788          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3789          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3790          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3791          */
3792         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3793                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3794                 goto out_unlock;
3795         }
3796         queued = task_on_rq_queued(p);
3797         running = task_current(rq, p);
3798         if (queued)
3799                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3800         if (running)
3801                 put_prev_task(rq, p);
3802
3803         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3804         set_load_weight(p);
3805         old_prio = p->prio;
3806         p->prio = effective_prio(p);
3807         delta = p->prio - old_prio;
3808
3809         if (queued) {
3810                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3811                 /*
3812                  * If the task increased its priority or is running and
3813                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3814                  */
3815                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3816                         resched_curr(rq);
3817         }
3818         if (running)
3819                 set_curr_task(rq, p);
3820 out_unlock:
3821         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3822 }
3823 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3824
3825 /*
3826  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3827  * @p: task
3828  * @nice: nice value
3829  */
3830 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3831 {
3832         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3833         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3834
3835         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3836                 capable(CAP_SYS_NICE));
3837 }
3838
3839 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3840
3841 /*
3842  * sys_nice - change the priority of the current process.
3843  * @increment: priority increment
3844  *
3845  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3846  * does similar things.
3847  */
3848 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3849 {
3850         long nice, retval;
3851
3852         /*
3853          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3854          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3855          * and we have a single winner.
3856          */
3857         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3858         nice = task_nice(current) + increment;
3859
3860         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3861         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3862                 return -EPERM;
3863
3864         retval = security_task_setnice(current, nice);
3865         if (retval)
3866                 return retval;
3867
3868         set_user_nice(current, nice);
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 #endif
3873
3874 /**
3875  * task_prio - return the priority value of a given task.
3876  * @p: the task in question.
3877  *
3878  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3879  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3880  * around 0, value goes from -16 to +15.
3881  */
3882 int task_prio(const struct task_struct *p)
3883 {
3884         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3885 }
3886
3887 /**
3888  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3889  * @cpu: the processor in question.
3890  *
3891  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3892  */
3893 int idle_cpu(int cpu)
3894 {
3895         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3896
3897         if (rq->curr != rq->idle)
3898                 return 0;
3899
3900         if (rq->nr_running)
3901                 return 0;
3902
3903 #ifdef CONFIG_SMP
3904         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3905                 return 0;
3906 #endif
3907
3908         return 1;
3909 }
3910
3911 /**
3912  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3913  * @cpu: the processor in question.
3914  *
3915  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3916  */
3917 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3918 {
3919         return cpu_rq(cpu)->idle;
3920 }
3921
3922 /**
3923  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3924  * @pid: the pid in question.
3925  *
3926  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3927  */
3928 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3929 {
3930         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3931 }
3932
3933 /*
3934  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3935  * SCHED_DEADLINE task.
3936  *
3937  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3938  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3939  * for the first time with its new policy.
3940  */
3941 static void
3942 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3943 {
3944         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3945
3946         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3947         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3948         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3949         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3950         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3951
3952         /*
3953          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3954          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3955          *
3956          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3957          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3958          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3959          * amount.
3960          *
3961          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3962          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3963          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3964          * before the current scheduling deadline.
3965          *
3966          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3967          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3968          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3969          * consume more than promised.
3970          */
3971 }
3972
3973 /*
3974  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3975  * it calls know not to change it.
3976  */
3977 #define SETPARAM_POLICY -1
3978
3979 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3980                 const struct sched_attr *attr)
3981 {
3982         int policy = attr->sched_policy;
3983
3984         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3985                 policy = p->policy;
3986
3987         p->policy = policy;
3988
3989         if (dl_policy(policy))
3990                 __setparam_dl(p, attr);
3991         else if (fair_policy(policy))
3992                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3993
3994         /*
3995          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3996          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3997          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3998          */
3999         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4000         p->normal_prio = normal_prio(p);
4001         set_load_weight(p);
4002 }
4003
4004 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4005 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4006                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4007 {
4008         __setscheduler_params(p, attr);
4009
4010         /*
4011          * Keep a potential priority boosting if called from
4012          * sched_setscheduler().
4013          */
4014         if (keep_boost)
4015                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
4016         else
4017                 p->prio = normal_prio(p);
4018
4019         if (dl_prio(p->prio))
4020                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4021         else if (rt_prio(p->prio))
4022                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4023         else
4024                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4025 }
4026
4027 static void
4028 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4029 {
4030         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4031
4032         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4033         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4034         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4035         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4036         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4037 }
4038
4039 /*
4040  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4041  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4042  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4043  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4044  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4045  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4046  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4047  * sched_period, as the latter can be zero).
4048  */
4049 static bool
4050 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4051 {
4052         /* deadline != 0 */
4053         if (attr->sched_deadline == 0)
4054                 return false;
4055
4056         /*
4057          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4058          * that big.
4059          */
4060         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4061                 return false;
4062
4063         /*
4064          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4065          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4066          */
4067         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4068             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4069                 return false;
4070
4071         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4072         if ((attr->sched_period != 0 &&
4073              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4074             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4075                 return false;
4076
4077         return true;
4078 }
4079
4080 /*
4081  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4082  */
4083 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4084 {
4085         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4086         bool match;
4087
4088         rcu_read_lock();
4089         pcred = __task_cred(p);
4090         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4091                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4092         rcu_read_unlock();
4093         return match;
4094 }
4095
4096 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4097 {
4098         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4099
4100         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4101                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4102                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4103                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4104                 return true;
4105
4106         return false;
4107 }
4108
4109 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4110                                 const struct sched_attr *attr,
4111                                 bool user, bool pi)
4112 {
4113         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4114                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4115         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4116         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4117         const struct sched_class *prev_class;
4118         struct rq_flags rf;
4119         int reset_on_fork;
4120         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4121         struct rq *rq;
4122
4123         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4124         BUG_ON(in_interrupt());
4125 recheck:
4126         /* Double check policy once rq lock held: */
4127         if (policy < 0) {
4128                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4129                 policy = oldpolicy = p->policy;
4130         } else {
4131                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4132
4133                 if (!valid_policy(policy))
4134                         return -EINVAL;
4135         }
4136
4137         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4138                 return -EINVAL;
4139
4140         /*
4141          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4142          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4143          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4144          */
4145         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4146             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4147                 return -EINVAL;
4148         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4149             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4150                 return -EINVAL;
4151
4152         /*
4153          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4154          */
4155         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4156                 if (fair_policy(policy)) {
4157                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4158                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4159                                 return -EPERM;
4160                 }
4161
4162                 if (rt_policy(policy)) {
4163                         unsigned long rlim_rtprio =
4164                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4165
4166                         /* Can't set/change the rt policy: */
4167                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4168                                 return -EPERM;
4169
4170                         /* Can't increase priority: */
4171                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4172                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4173                                 return -EPERM;
4174                 }
4175
4176                  /*
4177                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4178                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4179                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4180                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4181                   */
4182                 if (dl_policy(policy))
4183                         return -EPERM;
4184
4185                 /*
4186                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4187                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4188                  */
4189                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4190                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4191                                 return -EPERM;
4192                 }
4193
4194                 /* Can't change other user's priorities: */
4195                 if (!check_same_owner(p))
4196                         return -EPERM;
4197
4198                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4199                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4200                         return -EPERM;
4201         }
4202
4203         if (user) {
4204                 retval = security_task_setscheduler(p);
4205                 if (retval)
4206                         return retval;
4207         }
4208
4209         /*
4210          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4211          * changing the priority of the task:
4212          *
4213          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4214          * runqueue lock must be held.
4215          */
4216         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4217         update_rq_clock(rq);
4218
4219         /*
4220          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4221          */
4222         if (p == rq->stop) {
4223                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4224                 return -EINVAL;
4225         }
4226
4227         /*
4228          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4229          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4230          */
4231         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4232                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4233                         goto change;
4234                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4235                         goto change;
4236                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4237                         goto change;
4238
4239                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4240                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4241                 return 0;
4242         }
4243 change:
4244
4245         if (user) {
4246 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4247                 /*
4248                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4249                  * assigned.
4250                  */
4251                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4252                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4253                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4254                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4255                         return -EPERM;
4256                 }
4257 #endif
4258 #ifdef CONFIG_SMP
4259                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4260                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4261
4262                         /*
4263                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4264                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4265                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4266                          */
4267                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4268                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4269                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4270                                 return -EPERM;
4271                         }
4272                 }
4273 #endif
4274         }
4275
4276         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4277         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4278                 policy = oldpolicy = -1;
4279                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4280                 goto recheck;
4281         }
4282
4283         /*
4284          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4285          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4286          * is available.
4287          */
4288         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4289                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4290                 return -EBUSY;
4291         }
4292
4293         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4294         oldprio = p->prio;
4295
4296         if (pi) {
4297                 /*
4298                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4299                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4300                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4301                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4302                  * itself.
4303                  */
4304                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4305                 if (new_effective_prio == oldprio)
4306                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4307         }
4308
4309         queued = task_on_rq_queued(p);
4310         running = task_current(rq, p);
4311         if (queued)
4312                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4313         if (running)
4314                 put_prev_task(rq, p);
4315
4316         prev_class = p->sched_class;
4317         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4318
4319         if (queued) {
4320                 /*
4321                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4322                  * increased (user space view).
4323                  */
4324                 if (oldprio < p->prio)
4325                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4326
4327                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4328         }
4329         if (running)
4330                 set_curr_task(rq, p);
4331
4332         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4333
4334         /* Avoid rq from going away on us: */
4335         preempt_disable();
4336         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4337
4338         if (pi)
4339                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4340
4341         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4342         balance_callback(rq);
4343         preempt_enable();
4344
4345         return 0;
4346 }
4347
4348 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4349                                const struct sched_param *param, bool check)
4350 {
4351         struct sched_attr attr = {
4352                 .sched_policy   = policy,
4353                 .sched_priority = param->sched_priority,
4354                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4355         };
4356
4357         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4358         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4359                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4360                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4361                 attr.sched_policy = policy;
4362         }
4363
4364         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4365 }
4366 /**
4367  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4368  * @p: the task in question.
4369  * @policy: new policy.
4370  * @param: structure containing the new RT priority.
4371  *
4372  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4373  *
4374  * NOTE that the task may be already dead.
4375  */
4376 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4377                        const struct sched_param *param)
4378 {
4379         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4380 }
4381 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4382
4383 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4384 {
4385         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4386 }
4387 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4388
4389 /**
4390  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4391  * @p: the task in question.
4392  * @policy: new policy.
4393  * @param: structure containing the new RT priority.
4394  *
4395  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4396  * current context has permission.  For example, this is needed in
4397  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4398  * but our caller might not have that capability.
4399  *
4400  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4401  */
4402 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4403                                const struct sched_param *param)
4404 {
4405         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4406 }
4407 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4408
4409 static int
4410 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4411 {
4412         struct sched_param lparam;
4413         struct task_struct *p;
4414         int retval;
4415
4416         if (!param || pid < 0)
4417                 return -EINVAL;
4418         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4419                 return -EFAULT;
4420
4421         rcu_read_lock();
4422         retval = -ESRCH;
4423         p = find_process_by_pid(pid);
4424         if (p != NULL)
4425                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4426         rcu_read_unlock();
4427
4428         return retval;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4433  */
4434 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4435 {
4436         u32 size;
4437         int ret;
4438
4439         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4440                 return -EFAULT;
4441
4442         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4443         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4444
4445         ret = get_user(size, &uattr->size);
4446         if (ret)
4447                 return ret;
4448
4449         /* Bail out on silly large: */
4450         if (size > PAGE_SIZE)
4451                 goto err_size;
4452
4453         /* ABI compatibility quirk: */
4454         if (!size)
4455                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4456
4457         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4458                 goto err_size;
4459
4460         /*
4461          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4462          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4463          * user-space does not rely on any kernel feature
4464          * extensions we dont know about yet.
4465          */
4466         if (size > sizeof(*attr)) {
4467                 unsigned char __user *addr;
4468                 unsigned char __user *end;
4469                 unsigned char val;
4470
4471                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4472                 end  = (void __user *)uattr + size;
4473
4474                 for (; addr < end; addr++) {
4475                         ret = get_user(val, addr);
4476                         if (ret)
4477                                 return ret;
4478                         if (val)
4479                                 goto err_size;
4480                 }
4481                 size = sizeof(*attr);
4482         }
4483
4484         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4485         if (ret)
4486                 return -EFAULT;
4487
4488         /*
4489          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4490          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4491          */
4492         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4493
4494         return 0;
4495
4496 err_size:
4497         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4498         return -E2BIG;
4499 }
4500
4501 /**
4502  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4503  * @pid: the pid in question.
4504  * @policy: new policy.
4505  * @param: structure containing the new RT priority.
4506  *
4507  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4508  */
4509 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4510 {
4511         if (policy < 0)
4512                 return -EINVAL;
4513
4514         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4515 }
4516
4517 /**
4518  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4519  * @pid: the pid in question.
4520  * @param: structure containing the new RT priority.
4521  *
4522  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4523  */
4524 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4525 {
4526         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4527 }
4528
4529 /**
4530  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4531  * @pid: the pid in question.
4532  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4533  * @flags: for future extension.
4534  */
4535 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4536                                unsigned int, flags)
4537 {
4538         struct sched_attr attr;
4539         struct task_struct *p;
4540         int retval;
4541
4542         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4543                 return -EINVAL;
4544
4545         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4546         if (retval)
4547                 return retval;
4548
4549         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4550                 return -EINVAL;
4551
4552         rcu_read_lock();
4553         retval = -ESRCH;
4554         p = find_process_by_pid(pid);
4555         if (p != NULL)
4556                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4557         rcu_read_unlock();
4558
4559         return retval;
4560 }
4561
4562 /**
4563  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4564  * @pid: the pid in question.
4565  *
4566  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4567  * code.
4568  */
4569 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4570 {
4571         struct task_struct *p;
4572         int retval;
4573
4574         if (pid < 0)
4575                 return -EINVAL;
4576
4577         retval = -ESRCH;
4578         rcu_read_lock();
4579         p = find_process_by_pid(pid);
4580         if (p) {
4581                 retval = security_task_getscheduler(p);
4582                 if (!retval)
4583                         retval = p->policy
4584                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4585         }
4586         rcu_read_unlock();
4587         return retval;
4588 }
4589
4590 /**
4591  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4592  * @pid: the pid in question.
4593  * @param: structure containing the RT priority.
4594  *
4595  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4596  * code.
4597  */
4598 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4599 {
4600         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4601         struct task_struct *p;
4602         int retval;
4603
4604         if (!param || pid < 0)
4605                 return -EINVAL;
4606
4607         rcu_read_lock();
4608         p = find_process_by_pid(pid);
4609         retval = -ESRCH;
4610         if (!p)
4611                 goto out_unlock;
4612
4613         retval = security_task_getscheduler(p);
4614         if (retval)
4615                 goto out_unlock;
4616
4617         if (task_has_rt_policy(p))
4618                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4619         rcu_read_unlock();
4620
4621         /*
4622          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4623          */
4624         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4625
4626         return retval;
4627
4628 out_unlock:
4629         rcu_read_unlock();
4630         return retval;
4631 }
4632
4633 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4634                            struct sched_attr *attr,
4635                            unsigned int usize)
4636 {
4637         int ret;
4638
4639         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4640                 return -EFAULT;
4641
4642         /*
4643          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4644          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4645          * user-space does not get uncomplete information.
4646          */
4647         if (usize < sizeof(*attr)) {
4648                 unsigned char *addr;
4649                 unsigned char *end;
4650
4651                 addr = (void *)attr + usize;
4652                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4653
4654                 for (; addr < end; addr++) {
4655                         if (*addr)
4656                                 return -EFBIG;
4657                 }
4658
4659                 attr->size = usize;
4660         }
4661
4662         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4663         if (ret)
4664                 return -EFAULT;
4665
4666         return 0;
4667 }
4668
4669 /**
4670  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4671  * @pid: the pid in question.
4672  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4673  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4674  * @flags: for future extension.
4675  */
4676 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4677                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4678 {
4679         struct sched_attr attr = {
4680                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4681         };
4682         struct task_struct *p;
4683         int retval;
4684
4685         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4686             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4687                 return -EINVAL;
4688
4689         rcu_read_lock();
4690         p = find_process_by_pid(pid);
4691         retval = -ESRCH;
4692         if (!p)
4693                 goto out_unlock;
4694
4695         retval = security_task_getscheduler(p);
4696         if (retval)
4697                 goto out_unlock;
4698
4699         attr.sched_policy = p->policy;
4700         if (p->sched_reset_on_fork)
4701                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4702         if (task_has_dl_policy(p))
4703                 __getparam_dl(p, &attr);
4704         else if (task_has_rt_policy(p))
4705                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4706         else
4707                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4708
4709         rcu_read_unlock();
4710
4711         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4712         return retval;
4713
4714 out_unlock:
4715         rcu_read_unlock();
4716         return retval;
4717 }
4718
4719 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4720 {
4721         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4722         struct task_struct *p;
4723         int retval;
4724
4725         rcu_read_lock();
4726
4727         p = find_process_by_pid(pid);
4728         if (!p) {
4729                 rcu_read_unlock();
4730                 return -ESRCH;
4731         }
4732
4733         /* Prevent p going away */
4734         get_task_struct(p);
4735         rcu_read_unlock();
4736
4737         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4738                 retval = -EINVAL;
4739                 goto out_put_task;
4740         }
4741         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4742                 retval = -ENOMEM;
4743                 goto out_put_task;
4744         }
4745         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4746                 retval = -ENOMEM;
4747                 goto out_free_cpus_allowed;
4748         }
4749         retval = -EPERM;
4750         if (!check_same_owner(p)) {
4751                 rcu_read_lock();
4752                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4753                         rcu_read_unlock();
4754                         goto out_free_new_mask;
4755                 }
4756                 rcu_read_unlock();
4757         }
4758
4759         retval = security_task_setscheduler(p);
4760         if (retval)
4761                 goto out_free_new_mask;
4762
4763
4764         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4765         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4766
4767         /*
4768          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4769          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4770          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4771          * root_domain.
4772          */
4773 #ifdef CONFIG_SMP
4774         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4775                 rcu_read_lock();
4776                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4777                         retval = -EBUSY;
4778                         rcu_read_unlock();
4779                         goto out_free_new_mask;
4780                 }
4781                 rcu_read_unlock();
4782         }
4783 #endif
4784 again:
4785         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4786
4787         if (!retval) {
4788                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4789                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4790                         /*
4791                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4792                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4793                          * cpuset's cpus_allowed
4794                          */
4795                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4796                         goto again;
4797                 }
4798         }
4799 out_free_new_mask:
4800         free_cpumask_var(new_mask);
4801 out_free_cpus_allowed:
4802         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4803 out_put_task:
4804         put_task_struct(p);
4805         return retval;
4806 }
4807
4808 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4809                              struct cpumask *new_mask)
4810 {
4811         if (len < cpumask_size())
4812                 cpumask_clear(new_mask);
4813         else if (len > cpumask_size())
4814                 len = cpumask_size();
4815
4816         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4817 }
4818
4819 /**
4820  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4821  * @pid: pid of the process
4822  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4823  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4824  *
4825  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4826  */
4827 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4828                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4829 {
4830         cpumask_var_t new_mask;
4831         int retval;
4832
4833         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4834                 return -ENOMEM;
4835
4836         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4837         if (retval == 0)
4838                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4839         free_cpumask_var(new_mask);
4840         return retval;
4841 }
4842
4843 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4844 {
4845         struct task_struct *p;
4846         unsigned long flags;
4847         int retval;
4848
4849         rcu_read_lock();
4850
4851         retval = -ESRCH;
4852         p = find_process_by_pid(pid);
4853         if (!p)
4854                 goto out_unlock;
4855
4856         retval = security_task_getscheduler(p);
4857         if (retval)
4858                 goto out_unlock;
4859
4860         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4861         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4862         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4863
4864 out_unlock:
4865         rcu_read_unlock();
4866
4867         return retval;
4868 }
4869
4870 /**
4871  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4872  * @pid: pid of the process
4873  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4874  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4875  *
4876  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4877  * error code otherwise.
4878  */
4879 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4880                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4881 {
4882         int ret;
4883         cpumask_var_t mask;
4884
4885         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4886                 return -EINVAL;
4887         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4888                 return -EINVAL;
4889
4890         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4891                 return -ENOMEM;
4892
4893         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4894         if (ret == 0) {
4895                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4896
4897                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4898                         ret = -EFAULT;
4899                 else
4900                         ret = retlen;
4901         }
4902         free_cpumask_var(mask);
4903
4904         return ret;
4905 }
4906
4907 /**
4908  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4909  *
4910  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4911  * other threads running on this CPU then this function will return.
4912  *
4913  * Return: 0.
4914  */
4915 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4916 {
4917         struct rq *rq = this_rq_lock();
4918
4919         schedstat_inc(rq->yld_count);
4920         current->sched_class->yield_task(rq);
4921
4922         /*
4923          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4924          * no need to preempt or enable interrupts:
4925          */
4926         __release(rq->lock);
4927         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4928         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4929         sched_preempt_enable_no_resched();
4930
4931         schedule();
4932
4933         return 0;
4934 }
4935
4936 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4937 int __sched _cond_resched(void)
4938 {
4939         if (should_resched(0)) {
4940                 preempt_schedule_common();
4941                 return 1;
4942         }
4943         return 0;
4944 }
4945 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4946 #endif
4947
4948 /*
4949  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4950  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4951  *
4952  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4953  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4954  * spin_unlock(), once by hand).
4955  */
4956 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4957 {
4958         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4959         int ret = 0;
4960
4961         lockdep_assert_held(lock);
4962
4963         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4964                 spin_unlock(lock);
4965                 if (resched)
4966                         preempt_schedule_common();
4967                 else
4968                         cpu_relax();
4969                 ret = 1;
4970                 spin_lock(lock);
4971         }
4972         return ret;
4973 }
4974 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4975
4976 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4977 {
4978         BUG_ON(!in_softirq());
4979
4980         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4981                 local_bh_enable();
4982                 preempt_schedule_common();
4983                 local_bh_disable();
4984                 return 1;
4985         }
4986         return 0;
4987 }
4988 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4989
4990 /**
4991  * yield - yield the current processor to other threads.
4992  *
4993  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4994  *
4995  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4996  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4997  * it, its already broken.
4998  *
4999  * Typical broken usage is:
5000  *
5001  * while (!event)
5002  *      yield();
5003  *
5004  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5005  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5006  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5007  *
5008  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5009  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5010  * If you still want to use yield(), do not!
5011  */
5012 void __sched yield(void)
5013 {
5014         set_current_state(TASK_RUNNING);
5015         sys_sched_yield();
5016 }
5017 EXPORT_SYMBOL(yield);
5018
5019 /**
5020  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5021  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5022  * processor it's on.
5023  * @p: target task
5024  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5025  *
5026  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5027  * can't go away on us before we can do any checks.
5028  *
5029  * Return:
5030  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5031  *      false (0) if we failed to boost the target.
5032  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5033  */
5034 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5035 {
5036         struct task_struct *curr = current;
5037         struct rq *rq, *p_rq;
5038         unsigned long flags;
5039         int yielded = 0;
5040
5041         local_irq_save(flags);
5042         rq = this_rq();
5043
5044 again:
5045         p_rq = task_rq(p);
5046         /*
5047          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5048          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5049          */
5050         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5051                 yielded = -ESRCH;
5052                 goto out_irq;
5053         }
5054
5055         double_rq_lock(rq, p_rq);
5056         if (task_rq(p) != p_rq) {
5057                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5058                 goto again;
5059         }
5060
5061         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5062                 goto out_unlock;
5063
5064         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5065                 goto out_unlock;
5066
5067         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5068                 goto out_unlock;
5069
5070         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5071         if (yielded) {
5072                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5073                 /*
5074                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5075                  * fairness.
5076                  */
5077                 if (preempt && rq != p_rq)
5078                         resched_curr(p_rq);
5079         }
5080
5081 out_unlock:
5082         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5083 out_irq:
5084         local_irq_restore(flags);
5085
5086         if (yielded > 0)
5087                 schedule();
5088
5089         return yielded;
5090 }
5091 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5092
5093 int io_schedule_prepare(void)
5094 {
5095         int old_iowait = current->in_iowait;
5096
5097         current->in_iowait = 1;
5098         blk_schedule_flush_plug(current);
5099
5100         return old_iowait;
5101 }
5102
5103 void io_schedule_finish(int token)
5104 {
5105         current->in_iowait = token;
5106 }
5107
5108 /*
5109  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5110  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5111  */
5112 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5113 {
5114         int token;
5115         long ret;
5116
5117         token = io_schedule_prepare();
5118         ret = schedule_timeout(timeout);
5119         io_schedule_finish(token);
5120
5121         return ret;
5122 }
5123 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5124
5125 void io_schedule(void)
5126 {
5127         int token;
5128
5129         token = io_schedule_prepare();
5130         schedule();
5131         io_schedule_finish(token);
5132 }
5133 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5134
5135 /**
5136  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5137  * @policy: scheduling class.
5138  *
5139  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5140  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5141  * On failure, a negative error code is returned.
5142  */
5143 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5144 {
5145         int ret = -EINVAL;
5146
5147         switch (policy) {
5148         case SCHED_FIFO:
5149         case SCHED_RR:
5150                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5151                 break;
5152         case SCHED_DEADLINE:
5153         case SCHED_NORMAL:
5154         case SCHED_BATCH:
5155         case SCHED_IDLE:
5156                 ret = 0;
5157                 break;
5158         }
5159         return ret;
5160 }
5161
5162 /**
5163  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5164  * @policy: scheduling class.
5165  *
5166  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5167  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5168  * On failure, a negative error code is returned.
5169  */
5170 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5171 {
5172         int ret = -EINVAL;
5173
5174         switch (policy) {
5175         case SCHED_FIFO:
5176         case SCHED_RR:
5177                 ret = 1;
5178                 break;
5179         case SCHED_DEADLINE:
5180         case SCHED_NORMAL:
5181         case SCHED_BATCH:
5182         case SCHED_IDLE:
5183                 ret = 0;
5184         }
5185         return ret;
5186 }
5187
5188 /**
5189  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5190  * @pid: pid of the process.
5191  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5192  *
5193  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5194  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5195  *
5196  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5197  * an error code.
5198  */
5199 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5200                 struct timespec __user *, interval)
5201 {
5202         struct task_struct *p;
5203         unsigned int time_slice;
5204         struct rq_flags rf;
5205         struct timespec t;
5206         struct rq *rq;
5207         int retval;
5208
5209         if (pid < 0)
5210                 return -EINVAL;
5211
5212         retval = -ESRCH;
5213         rcu_read_lock();
5214         p = find_process_by_pid(pid);
5215         if (!p)
5216                 goto out_unlock;
5217
5218         retval = security_task_getscheduler(p);
5219         if (retval)
5220                 goto out_unlock;
5221
5222         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5223         time_slice = 0;
5224         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5225                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5226         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5227
5228         rcu_read_unlock();
5229         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5230         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5231         return retval;
5232
5233 out_unlock:
5234         rcu_read_unlock();
5235         return retval;
5236 }
5237
5238 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5239
5240 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5241 {
5242         unsigned long free = 0;
5243         int ppid;
5244         unsigned long state = p->state;
5245
5246         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5247         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5248
5249         if (!try_get_task_stack(p))
5250                 return;
5251         if (state)
5252                 state = __ffs(state) + 1;
5253         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5254                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5255         if (state == TASK_RUNNING)
5256                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5257 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5258         free = stack_not_used(p);
5259 #endif
5260         ppid = 0;
5261         rcu_read_lock();
5262         if (pid_alive(p))
5263                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5264         rcu_read_unlock();
5265         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5266                 task_pid_nr(p), ppid,
5267                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5268
5269         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5270         show_stack(p, NULL);
5271         put_task_stack(p);
5272 }
5273
5274 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5275 {
5276         struct task_struct *g, *p;
5277
5278 #if BITS_PER_LONG == 32
5279         printk(KERN_INFO
5280                 "  task                PC stack   pid father\n");
5281 #else
5282         printk(KERN_INFO
5283                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5284 #endif
5285         rcu_read_lock();
5286         for_each_process_thread(g, p) {
5287                 /*
5288                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5289                  * console might take a lot of time:
5290                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5291                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5292                  * an IPI.
5293                  */
5294                 touch_nmi_watchdog();
5295                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5296                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5297                         sched_show_task(p);
5298         }
5299
5300 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5301         if (!state_filter)
5302                 sysrq_sched_debug_show();
5303 #endif
5304         rcu_read_unlock();
5305         /*
5306          * Only show locks if all tasks are dumped:
5307          */
5308         if (!state_filter)
5309                 debug_show_all_locks();
5310 }
5311
5312 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5313 {
5314         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5315 }
5316
5317 /**
5318  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5319  * @idle: task in question
5320  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5321  *
5322  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5323  * flag, to make booting more robust.
5324  */
5325 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5326 {
5327         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5328         unsigned long flags;
5329
5330         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5331         raw_spin_lock(&rq->lock);
5332
5333         __sched_fork(0, idle);
5334         idle->state = TASK_RUNNING;
5335         idle->se.exec_start = sched_clock();
5336         idle->flags |= PF_IDLE;
5337
5338         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5339
5340 #ifdef CONFIG_SMP
5341         /*
5342          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5343          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5344          *
5345          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5346          */
5347         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5348 #endif
5349         /*
5350          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5351          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5352          * lockdep check in task_group() will fail.
5353          *
5354          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5355          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5356          *
5357          * Silence PROVE_RCU
5358          */
5359         rcu_read_lock();
5360         __set_task_cpu(idle, cpu);
5361         rcu_read_unlock();
5362
5363         rq->curr = rq->idle = idle;
5364         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5365 #ifdef CONFIG_SMP
5366         idle->on_cpu = 1;
5367 #endif
5368         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5369         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5370
5371         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5372         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5373
5374         /*
5375          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5376          */
5377         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5378         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5379         vtime_init_idle(idle, cpu);
5380 #ifdef CONFIG_SMP
5381         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5382 #endif
5383 }
5384
5385 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5386                               const struct cpumask *trial)
5387 {
5388         int ret = 1, trial_cpus;
5389         struct dl_bw *cur_dl_b;
5390         unsigned long flags;
5391
5392         if (!cpumask_weight(cur))
5393                 return ret;
5394
5395         rcu_read_lock_sched();
5396         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5397         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5398
5399         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5400         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5401             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5402                 ret = 0;
5403         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5404         rcu_read_unlock_sched();
5405
5406         return ret;
5407 }
5408
5409 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5410                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5411 {
5412         int ret = 0;
5413
5414         /*
5415          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5416          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5417          * affinity and isolating such threads by their set of
5418          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5419          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5420          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5421          * before cpus_allowed may be changed.
5422          */
5423         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5424                 ret = -EINVAL;
5425                 goto out;
5426         }
5427
5428 #ifdef CONFIG_SMP
5429         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5430                                               cs_cpus_allowed)) {
5431                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5432                                                         cs_cpus_allowed);
5433                 struct dl_bw *dl_b;
5434                 bool overflow;
5435                 int cpus;
5436                 unsigned long flags;
5437
5438                 rcu_read_lock_sched();
5439                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5440                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5441                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5442                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5443                 if (overflow)
5444                         ret = -EBUSY;
5445                 else {
5446                         /*
5447                          * We reserve space for this task in the destination
5448                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5449                          * We will free resources in the source root_domain
5450                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5451                          */
5452                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5453                 }
5454                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5455                 rcu_read_unlock_sched();
5456
5457         }
5458 #endif
5459 out:
5460         return ret;
5461 }
5462
5463 #ifdef CONFIG_SMP
5464
5465 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5466
5467 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5468 /* Migrate current task p to target_cpu */
5469 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5470 {
5471         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5472         int curr_cpu = task_cpu(p);
5473
5474         if (curr_cpu == target_cpu)
5475                 return 0;
5476
5477         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5478                 return -EINVAL;
5479
5480         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5481
5482         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5483         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5484 }
5485
5486 /*
5487  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5488  * tasks on the runqueues
5489  */
5490 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5491 {
5492         bool queued, running;
5493         struct rq_flags rf;
5494         struct rq *rq;
5495
5496         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5497         queued = task_on_rq_queued(p);
5498         running = task_current(rq, p);
5499
5500         if (queued)
5501                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5502         if (running)
5503                 put_prev_task(rq, p);
5504
5505         p->numa_preferred_nid = nid;
5506
5507         if (queued)
5508                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5509         if (running)
5510                 set_curr_task(rq, p);
5511         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5512 }
5513 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5514
5515 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5516 /*
5517  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5518  * offline.
5519  */
5520 void idle_task_exit(void)
5521 {
5522         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5523
5524         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5525
5526         if (mm != &init_mm) {
5527                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5528                 finish_arch_post_lock_switch();
5529         }
5530         mmdrop(mm);
5531 }
5532
5533 /*
5534  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5535  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5536  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5537  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5538  * calculation.
5539  *
5540  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5541  */
5542 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5543 {
5544         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5545         if (delta)
5546                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5547 }
5548
5549 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5550 {
5551 }
5552
5553 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5554         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5555 };
5556
5557 static struct task_struct fake_task = {
5558         /*
5559          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5560          */
5561         .prio = MAX_PRIO + 1,
5562         .sched_class = &fake_sched_class,
5563 };
5564
5565 /*
5566  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5567  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5568  *
5569  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5570  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5571  * because of lock validation efforts.
5572  */
5573 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5574 {
5575         struct rq *rq = dead_rq;
5576         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5577         struct rq_flags rf;
5578         int dest_cpu;
5579
5580         /*
5581          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5582          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5583          *
5584          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5585          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5586          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5587          * done here.
5588          */
5589         rq->stop = NULL;
5590
5591         /*
5592          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5593          * class method both need to have an up-to-date
5594          * value of rq->clock[_task]
5595          */
5596         rq_pin_lock(rq, &rf);
5597         update_rq_clock(rq);
5598         rq_unpin_lock(rq, &rf);
5599
5600         for (;;) {
5601                 /*
5602                  * There's this thread running, bail when that's the only
5603                  * remaining thread:
5604                  */
5605                 if (rq->nr_running == 1)
5606                         break;
5607
5608                 /*
5609                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5610                  */
5611                 rq_repin_lock(rq, &rf);
5612                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5613                 BUG_ON(!next);
5614                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5615
5616                 /*
5617                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5618                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5619                  * stabilizes the mask.
5620                  *
5621                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5622                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5623                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5624                  */
5625                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5626                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5627                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5628                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5629
5630                 /*
5631                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5632                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5633                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5634                  */
5635                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5636                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5637                         continue;
5638                 }
5639
5640                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5641                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5642
5643                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5644                 if (rq != dead_rq) {
5645                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5646                         rq = dead_rq;
5647                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5648                 }
5649                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5650         }
5651
5652         rq->stop = stop;
5653 }
5654 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5655
5656 void set_rq_online(struct rq *rq)
5657 {
5658         if (!rq->online) {
5659                 const struct sched_class *class;
5660
5661                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5662                 rq->online = 1;
5663
5664                 for_each_class(class) {
5665                         if (class->rq_online)
5666                                 class->rq_online(rq);
5667                 }
5668         }
5669 }
5670
5671 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5672 {
5673         if (rq->online) {
5674                 const struct sched_class *class;
5675
5676                 for_each_class(class) {
5677                         if (class->rq_offline)
5678                                 class->rq_offline(rq);
5679                 }
5680
5681                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5682                 rq->online = 0;
5683         }
5684 }
5685
5686 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5687 {
5688         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5689
5690         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5691 }
5692
5693 /*
5694  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5695  */
5696 static int num_cpus_frozen;
5697
5698 /*
5699  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5700  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5701  * around partition_sched_domains().
5702  *
5703  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5704  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5705  */
5706 static void cpuset_cpu_active(void)
5707 {
5708         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5709                 /*
5710                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5711                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5712                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5713                  * domain, ignoring cpusets.
5714                  */
5715                 num_cpus_frozen--;
5716                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5717                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5718                         return;
5719                 }
5720                 /*
5721                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5722                  * restore the original sched domains by considering the
5723                  * cpuset configurations.
5724                  */
5725         }
5726         cpuset_update_active_cpus(true);
5727 }
5728
5729 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5730 {
5731         unsigned long flags;
5732         struct dl_bw *dl_b;
5733         bool overflow;
5734         int cpus;
5735
5736         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5737                 rcu_read_lock_sched();
5738                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5739
5740                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5741                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5742                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5743                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5744
5745                 rcu_read_unlock_sched();
5746
5747                 if (overflow)
5748                         return -EBUSY;
5749                 cpuset_update_active_cpus(false);
5750         } else {
5751                 num_cpus_frozen++;
5752                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5753         }
5754         return 0;
5755 }
5756
5757 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5758 {
5759         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5760         unsigned long flags;
5761
5762         set_cpu_active(cpu, true);
5763
5764         if (sched_smp_initialized) {
5765                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5766                 cpuset_cpu_active();
5767         }
5768
5769         /*
5770          * Put the rq online, if not already. This happens:
5771          *
5772          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5773          *    after all CPUs have been brought up.
5774          *
5775          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5776          *    domains.
5777          */
5778         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5779         if (rq->rd) {
5780                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5781                 set_rq_online(rq);
5782         }
5783         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5784
5785         update_max_interval();
5786
5787         return 0;
5788 }
5789
5790 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5791 {
5792         int ret;
5793
5794         set_cpu_active(cpu, false);
5795         /*
5796          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5797          * users of this state to go away such that all new such users will
5798          * observe it.
5799          *
5800          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5801          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5802          *
5803          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5804          */
5805         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5806                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5807         else
5808                 synchronize_rcu();
5809
5810         if (!sched_smp_initialized)
5811                 return 0;
5812
5813         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5814         if (ret) {
5815                 set_cpu_active(cpu, true);
5816                 return ret;
5817         }
5818         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5819         return 0;
5820 }
5821
5822 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5823 {
5824         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5825
5826         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5827         update_max_interval();
5828 }
5829
5830 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5831 {
5832         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5833         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5834         return 0;
5835 }
5836
5837 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5838 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5839 {
5840         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5841         unsigned long flags;
5842
5843         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5844         sched_ttwu_pending();
5845         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5846         if (rq->rd) {
5847                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5848                 set_rq_offline(rq);
5849         }
5850         migrate_tasks(rq);
5851         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5852         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5853         calc_load_migrate(rq);
5854         update_max_interval();
5855         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5856         hrtick_clear(rq);
5857         return 0;
5858 }
5859 #endif
5860
5861 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5862 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5863
5864 static void sched_init_smt(void)
5865 {
5866         /*
5867          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5868          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5869          */
5870         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5871                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5872 }
5873 #else
5874 static inline void sched_init_smt(void) { }
5875 #endif
5876
5877 void __init sched_init_smp(void)
5878 {
5879         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5880
5881         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5882         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5883
5884         sched_init_numa();
5885
5886         /*
5887          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5888          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5889          * happen.
5890          */
5891         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5892         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5893         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5894         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5895                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5896         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5897
5898         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5899         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5900                 BUG();
5901         sched_init_granularity();
5902         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5903
5904         init_sched_rt_class();
5905         init_sched_dl_class();
5906
5907         sched_init_smt();
5908         sched_clock_init_late();
5909
5910         sched_smp_initialized = true;
5911 }
5912
5913 static int __init migration_init(void)
5914 {
5915         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5916         return 0;
5917 }
5918 early_initcall(migration_init);
5919
5920 #else
5921 void __init sched_init_smp(void)
5922 {
5923         sched_init_granularity();
5924         sched_clock_init_late();
5925 }
5926 #endif /* CONFIG_SMP */
5927
5928 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5929 {
5930         return in_lock_functions(addr) ||
5931                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5932                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5933 }
5934
5935 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5936 /*
5937  * Default task group.
5938  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5939  */
5940 struct task_group root_task_group;
5941 LIST_HEAD(task_groups);
5942
5943 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5944 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5945 #endif
5946
5947 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5948 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5949
5950 #define WAIT_TABLE_BITS 8
5951 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
5952 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
5953
5954 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
5955 {
5956         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
5957         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
5958
5959         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
5960 }
5961 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
5962
5963 void __init sched_init(void)
5964 {
5965         int i, j;
5966         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5967
5968         sched_clock_init();
5969
5970         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
5971                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
5972
5973 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5974         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5975 #endif
5976 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5977         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5978 #endif
5979         if (alloc_size) {
5980                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5981
5982 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5983                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5984                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5985
5986                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5987                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5988
5989 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5990 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5991                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5992                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5993
5994                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5995                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5996
5997 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5998         }
5999 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6000         for_each_possible_cpu(i) {
6001                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6002                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6003                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6004                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6005         }
6006 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6007
6008         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6009         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6010
6011 #ifdef CONFIG_SMP
6012         init_defrootdomain();
6013 #endif
6014
6015 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6016         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6017                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6018 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6019
6020 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6021         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6022
6023         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6024         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6025         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6026         autogroup_init(&init_task);
6027 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6028
6029         for_each_possible_cpu(i) {
6030                 struct rq *rq;
6031
6032                 rq = cpu_rq(i);
6033                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6034                 rq->nr_running = 0;
6035                 rq->calc_load_active = 0;
6036                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6037                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6038                 init_rt_rq(&rq->rt);
6039                 init_dl_rq(&rq->dl);
6040 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6041                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6042                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6043                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6044                 /*
6045                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6046                  *
6047                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6048                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6049                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6050                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6051                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6052                  * (se->load.weight).
6053                  *
6054                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6055                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6056                  * then A0's share of the CPU resource is:
6057                  *
6058                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6059                  *
6060                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6061                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6062                  */
6063                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6064                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6065 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6066
6067                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6068 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6069                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6070 #endif
6071
6072                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6073                         rq->cpu_load[j] = 0;
6074
6075 #ifdef CONFIG_SMP
6076                 rq->sd = NULL;
6077                 rq->rd = NULL;
6078                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6079                 rq->balance_callback = NULL;
6080                 rq->active_balance = 0;
6081                 rq->next_balance = jiffies;
6082                 rq->push_cpu = 0;
6083                 rq->cpu = i;
6084                 rq->online = 0;
6085                 rq->idle_stamp = 0;
6086                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6087                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6088
6089                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6090
6091                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6092 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6093                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6094                 rq->nohz_flags = 0;
6095 #endif
6096 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6097                 rq->last_sched_tick = 0;
6098 #endif
6099 #endif /* CONFIG_SMP */
6100                 init_rq_hrtick(rq);
6101                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6102         }
6103
6104         set_load_weight(&init_task);
6105
6106         /*
6107          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6108          */
6109         mmgrab(&init_mm);
6110         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6111
6112         /*
6113          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6114          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6115          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6116          * when this runqueue becomes "idle".
6117          */
6118         init_idle(current, smp_processor_id());
6119
6120         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6121
6122 #ifdef CONFIG_SMP
6123         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6124         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6125         if (cpu_isolated_map == NULL)
6126                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6127         idle_thread_set_boot_cpu();
6128         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6129 #endif
6130         init_sched_fair_class();
6131
6132         init_schedstats();
6133
6134         scheduler_running = 1;
6135 }
6136
6137 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6138 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6139 {
6140         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6141
6142         return (nested == preempt_offset);
6143 }
6144
6145 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6146 {
6147         /*
6148          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6149          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6150          * otherwise we will destroy state.
6151          */
6152         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6153                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6154                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6155                         current->state,
6156                         (void *)current->task_state_change,
6157                         (void *)current->task_state_change);
6158
6159         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6160 }
6161 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6162
6163 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6164 {
6165         /* Ratelimiting timestamp: */
6166         static unsigned long prev_jiffy;
6167
6168         unsigned long preempt_disable_ip;
6169
6170         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6171         rcu_sleep_check();
6172
6173         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6174              !is_idle_task(current)) ||
6175             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6176                 return;
6177         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6178                 return;
6179         prev_jiffy = jiffies;
6180
6181         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6182         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6183
6184         printk(KERN_ERR
6185                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6186                         file, line);
6187         printk(KERN_ERR
6188                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6189                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6190                         current->pid, current->comm);
6191
6192         if (task_stack_end_corrupted(current))
6193                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6194
6195         debug_show_held_locks(current);
6196         if (irqs_disabled())
6197                 print_irqtrace_events(current);
6198         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6199             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6200                 pr_err("Preemption disabled at:");
6201                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6202                 pr_cont("\n");
6203         }
6204         dump_stack();
6205         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6206 }
6207 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6208 #endif
6209
6210 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6211 void normalize_rt_tasks(void)
6212 {
6213         struct task_struct *g, *p;
6214         struct sched_attr attr = {
6215                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6216         };
6217
6218         read_lock(&tasklist_lock);
6219         for_each_process_thread(g, p) {
6220                 /*
6221                  * Only normalize user tasks:
6222                  */
6223                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6224                         continue;
6225
6226                 p->se.exec_start = 0;
6227                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6228                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6229                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6230
6231                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6232                         /*
6233                          * Renice negative nice level userspace
6234                          * tasks back to 0:
6235                          */
6236                         if (task_nice(p) < 0)
6237                                 set_user_nice(p, 0);
6238                         continue;
6239                 }
6240
6241                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6242         }
6243         read_unlock(&tasklist_lock);
6244 }
6245
6246 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6247
6248 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6249 /*
6250  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6251  *
6252  * They can only be called when the whole system has been
6253  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6254  * activity can take place. Using them for anything else would
6255  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6256  * under any other configuration.
6257  */
6258
6259 /**
6260  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6261  * @cpu: the processor in question.
6262  *
6263  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6264  *
6265  * Return: The current task for @cpu.
6266  */
6267 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6268 {
6269         return cpu_curr(cpu);
6270 }
6271
6272 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6273
6274 #ifdef CONFIG_IA64
6275 /**
6276  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6277  * @cpu: the processor in question.
6278  * @p: the task pointer to set.
6279  *
6280  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6281  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6282  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6283  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6284  * and caller must save the original value of the current task (see
6285  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6286  * re-starting the system.
6287  *
6288  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6289  */
6290 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6291 {
6292         cpu_curr(cpu) = p;
6293 }
6294
6295 #endif
6296
6297 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6298 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6299 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6300
6301 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6302 {
6303         free_fair_sched_group(tg);
6304         free_rt_sched_group(tg);
6305         autogroup_free(tg);
6306         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6307 }
6308
6309 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6310 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6311 {
6312         struct task_group *tg;
6313
6314         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6315         if (!tg)
6316                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6317
6318         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6319                 goto err;
6320
6321         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6322                 goto err;
6323
6324         return tg;
6325
6326 err:
6327         sched_free_group(tg);
6328         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6329 }
6330
6331 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6332 {
6333         unsigned long flags;
6334
6335         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6336         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6337
6338         /* Root should already exist: */
6339         WARN_ON(!parent);
6340
6341         tg->parent = parent;
6342         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6343         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6344         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6345
6346         online_fair_sched_group(tg);
6347 }
6348
6349 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6350 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6351 {
6352         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6353         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6354 }
6355
6356 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6357 {
6358         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6359         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6360 }
6361
6362 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6363 {
6364         unsigned long flags;
6365
6366         /* End participation in shares distribution: */
6367         unregister_fair_sched_group(tg);
6368
6369         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6370         list_del_rcu(&tg->list);
6371         list_del_rcu(&tg->siblings);
6372         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6373 }
6374
6375 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6376 {
6377         struct task_group *tg;
6378
6379         /*
6380          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6381          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6382          * to prevent lockdep warnings.
6383          */
6384         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6385                           struct task_group, css);
6386         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6387         tsk->sched_task_group = tg;
6388
6389 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6390         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6391                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6392         else
6393 #endif
6394                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6395 }
6396
6397 /*
6398  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6399  *
6400  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6401  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6402  * its new group.
6403  */
6404 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6405 {
6406         int queued, running;
6407         struct rq_flags rf;
6408         struct rq *rq;
6409
6410         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6411         update_rq_clock(rq);
6412
6413         running = task_current(rq, tsk);
6414         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6415
6416         if (queued)
6417                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
6418         if (running)
6419                 put_prev_task(rq, tsk);
6420
6421         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6422
6423         if (queued)
6424                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
6425         if (running)
6426                 set_curr_task(rq, tsk);
6427
6428         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6429 }
6430 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6431
6432 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6433 /*
6434  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6435  */
6436 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6437
6438 /* Must be called with tasklist_lock held */
6439 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6440 {
6441         struct task_struct *g, *p;
6442
6443         /*
6444          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6445          */
6446         if (task_group_is_autogroup(tg))
6447                 return 0;
6448
6449         for_each_process_thread(g, p) {
6450                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6451                         return 1;
6452         }
6453
6454         return 0;
6455 }
6456
6457 struct rt_schedulable_data {
6458         struct task_group *tg;
6459         u64 rt_period;
6460         u64 rt_runtime;
6461 };
6462
6463 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6464 {
6465         struct rt_schedulable_data *d = data;
6466         struct task_group *child;
6467         unsigned long total, sum = 0;
6468         u64 period, runtime;
6469
6470         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6471         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6472
6473         if (tg == d->tg) {
6474                 period = d->rt_period;
6475                 runtime = d->rt_runtime;
6476         }
6477
6478         /*
6479          * Cannot have more runtime than the period.
6480          */
6481         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6482                 return -EINVAL;
6483
6484         /*
6485          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6486          */
6487         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6488                 return -EBUSY;
6489
6490         total = to_ratio(period, runtime);
6491
6492         /*
6493          * Nobody can have more than the global setting allows.
6494          */
6495         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6496                 return -EINVAL;
6497
6498         /*
6499          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6500          */
6501         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6502                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6503                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6504
6505                 if (child == d->tg) {
6506                         period = d->rt_period;
6507                         runtime = d->rt_runtime;
6508                 }
6509
6510                 sum += to_ratio(period, runtime);
6511         }
6512
6513         if (sum > total)
6514                 return -EINVAL;
6515
6516         return 0;
6517 }
6518
6519 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6520 {
6521         int ret;
6522
6523         struct rt_schedulable_data data = {
6524                 .tg = tg,
6525                 .rt_period = period,
6526                 .rt_runtime = runtime,
6527         };
6528
6529         rcu_read_lock();
6530         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6531         rcu_read_unlock();
6532
6533         return ret;
6534 }
6535
6536 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6537                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6538 {
6539         int i, err = 0;
6540
6541         /*
6542          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6543          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6544          */
6545         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6546                 return -EINVAL;
6547
6548         /* No period doesn't make any sense. */
6549         if (rt_period == 0)
6550                 return -EINVAL;
6551
6552         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6553         read_lock(&tasklist_lock);
6554         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6555         if (err)
6556                 goto unlock;
6557
6558         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6559         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6560         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6561
6562         for_each_possible_cpu(i) {
6563                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6564
6565                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6566                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6567                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6568         }
6569         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6570 unlock:
6571         read_unlock(&tasklist_lock);
6572         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6573
6574         return err;
6575 }
6576
6577 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6578 {
6579         u64 rt_runtime, rt_period;
6580
6581         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6582         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6583         if (rt_runtime_us < 0)
6584                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6585
6586         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6587 }
6588
6589 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6590 {
6591         u64 rt_runtime_us;
6592
6593         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6594                 return -1;
6595
6596         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6597         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6598         return rt_runtime_us;
6599 }
6600
6601 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6602 {
6603         u64 rt_runtime, rt_period;
6604
6605         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6606         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6607
6608         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6609 }
6610
6611 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6612 {
6613         u64 rt_period_us;
6614
6615         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6616         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6617         return rt_period_us;
6618 }
6619 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6620
6621 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6622 static int sched_rt_global_constraints(void)
6623 {
6624         int ret = 0;
6625
6626         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6627         read_lock(&tasklist_lock);
6628         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6629         read_unlock(&tasklist_lock);
6630         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6631
6632         return ret;
6633 }
6634
6635 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6636 {
6637         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6638         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6639                 return 0;
6640
6641         return 1;
6642 }
6643
6644 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6645 static int sched_rt_global_constraints(void)
6646 {
6647         unsigned long flags;
6648         int i;
6649
6650         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6651         for_each_possible_cpu(i) {
6652                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6653
6654                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6655                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6656                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6657         }
6658         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6659
6660         return 0;
6661 }
6662 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6663
6664 static int sched_dl_global_validate(void)
6665 {
6666         u64 runtime = global_rt_runtime();
6667         u64 period = global_rt_period();
6668         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6669         struct dl_bw *dl_b;
6670         int cpu, ret = 0;
6671         unsigned long flags;
6672
6673         /*
6674          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6675          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6676          * any of the root_domains.
6677          *
6678          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6679          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6680          * solutions is welcome!
6681          */
6682         for_each_possible_cpu(cpu) {
6683                 rcu_read_lock_sched();
6684                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6685
6686                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6687                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6688                         ret = -EBUSY;
6689                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6690
6691                 rcu_read_unlock_sched();
6692
6693                 if (ret)
6694                         break;
6695         }
6696
6697         return ret;
6698 }
6699
6700 static void sched_dl_do_global(void)
6701 {
6702         u64 new_bw = -1;
6703         struct dl_bw *dl_b;
6704         int cpu;
6705         unsigned long flags;
6706
6707         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6708         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6709
6710         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6711                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6712
6713         /*
6714          * FIXME: As above...
6715          */
6716         for_each_possible_cpu(cpu) {
6717                 rcu_read_lock_sched();
6718                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6719
6720                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6721                 dl_b->bw = new_bw;
6722                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6723
6724                 rcu_read_unlock_sched();
6725         }
6726 }
6727
6728 static int sched_rt_global_validate(void)
6729 {
6730         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6731                 return -EINVAL;
6732
6733         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6734                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6735                 return -EINVAL;
6736
6737         return 0;
6738 }
6739
6740 static void sched_rt_do_global(void)
6741 {
6742         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6743         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6744 }
6745
6746 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6747                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6748                 loff_t *ppos)
6749 {
6750         int old_period, old_runtime;
6751         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6752         int ret;
6753
6754         mutex_lock(&mutex);
6755         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6756         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6757
6758         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6759
6760         if (!ret && write) {
6761                 ret = sched_rt_global_validate();
6762                 if (ret)
6763                         goto undo;
6764
6765                 ret = sched_dl_global_validate();
6766                 if (ret)
6767                         goto undo;
6768
6769                 ret = sched_rt_global_constraints();
6770                 if (ret)
6771                         goto undo;
6772
6773                 sched_rt_do_global();
6774                 sched_dl_do_global();
6775         }
6776         if (0) {
6777 undo:
6778                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6779                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6780         }
6781         mutex_unlock(&mutex);
6782
6783         return ret;
6784 }
6785
6786 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6787                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6788                 loff_t *ppos)
6789 {
6790         int ret;
6791         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6792
6793         mutex_lock(&mutex);
6794         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6795         /*
6796          * Make sure that internally we keep jiffies.
6797          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6798          */
6799         if (!ret && write) {
6800                 sched_rr_timeslice =
6801                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6802                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6803         }
6804         mutex_unlock(&mutex);
6805         return ret;
6806 }
6807
6808 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6809
6810 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6811 {
6812         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6813 }
6814
6815 static struct cgroup_subsys_state *
6816 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6817 {
6818         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6819         struct task_group *tg;
6820
6821         if (!parent) {
6822                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6823                 return &root_task_group.css;
6824         }
6825
6826         tg = sched_create_group(parent);
6827         if (IS_ERR(tg))
6828                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6829
6830         return &tg->css;
6831 }
6832
6833 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6834 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6835 {
6836         struct task_group *tg = css_tg(css);
6837         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6838
6839         if (parent)
6840                 sched_online_group(tg, parent);
6841         return 0;
6842 }
6843
6844 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6845 {
6846         struct task_group *tg = css_tg(css);
6847
6848         sched_offline_group(tg);
6849 }
6850
6851 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6852 {
6853         struct task_group *tg = css_tg(css);
6854
6855         /*
6856          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6857          */
6858         sched_free_group(tg);
6859 }
6860
6861 /*
6862  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6863  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6864  */
6865 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6866 {
6867         struct rq_flags rf;
6868         struct rq *rq;
6869
6870         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6871
6872         update_rq_clock(rq);
6873         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6874
6875         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6876 }
6877
6878 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6879 {
6880         struct task_struct *task;
6881         struct cgroup_subsys_state *css;
6882         int ret = 0;
6883
6884         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6885 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6886                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6887                         return -EINVAL;
6888 #else
6889                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6890                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6891                         return -EINVAL;
6892 #endif
6893                 /*
6894                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6895                  * running, we're sure to observe its full state.
6896                  */
6897                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6898                 /*
6899                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6900                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6901                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6902                  */
6903                 if (task->state == TASK_NEW)
6904                         ret = -EINVAL;
6905                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6906
6907                 if (ret)
6908                         break;
6909         }
6910         return ret;
6911 }
6912
6913 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6914 {
6915         struct task_struct *task;
6916         struct cgroup_subsys_state *css;
6917
6918         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6919                 sched_move_task(task);
6920 }
6921
6922 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6923 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6924                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6925 {
6926         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6927 }
6928
6929 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6930                                struct cftype *cft)
6931 {
6932         struct task_group *tg = css_tg(css);
6933
6934         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6935 }
6936
6937 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6938 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6939
6940 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6941 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6942
6943 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6944
6945 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6946 {
6947         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6948         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6949
6950         if (tg == &root_task_group)
6951                 return -EINVAL;
6952
6953         /*
6954          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6955          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6956          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6957          */
6958         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6959                 return -EINVAL;
6960
6961         /*
6962          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6963          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6964          * feasibility.
6965          */
6966         if (period > max_cfs_quota_period)
6967                 return -EINVAL;
6968
6969         /*
6970          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6971          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6972          */
6973         get_online_cpus();
6974         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6975         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6976         if (ret)
6977                 goto out_unlock;
6978
6979         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6980         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6981         /*
6982          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6983          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6984          */
6985         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6986                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6987         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6988         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6989         cfs_b->quota = quota;
6990
6991         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6992
6993         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6994         if (runtime_enabled)
6995                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6996
6997         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6998
6999         for_each_online_cpu(i) {
7000                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7001                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7002
7003                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7004                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7005                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7006
7007                 if (cfs_rq->throttled)
7008                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7009                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7010         }
7011         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7012                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7013 out_unlock:
7014         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7015         put_online_cpus();
7016
7017         return ret;
7018 }
7019
7020 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7021 {
7022         u64 quota, period;
7023
7024         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7025         if (cfs_quota_us < 0)
7026                 quota = RUNTIME_INF;
7027         else
7028                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7029
7030         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7031 }
7032
7033 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7034 {
7035         u64 quota_us;
7036
7037         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7038                 return -1;
7039
7040         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7041         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7042
7043         return quota_us;
7044 }
7045
7046 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7047 {
7048         u64 quota, period;
7049
7050         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7051         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7052
7053         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7054 }
7055
7056 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7057 {
7058         u64 cfs_period_us;
7059
7060         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7061         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7062
7063         return cfs_period_us;
7064 }
7065
7066 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7067                                   struct cftype *cft)
7068 {
7069         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7070 }
7071
7072 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7073                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7074 {
7075         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7076 }
7077
7078 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7079                                    struct cftype *cft)
7080 {
7081         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7082 }
7083
7084 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7085                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7086 {
7087         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7088 }
7089
7090 struct cfs_schedulable_data {
7091         struct task_group *tg;
7092         u64 period, quota;
7093 };
7094
7095 /*
7096  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7097  * note: units are usecs
7098  */
7099 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7100                                struct cfs_schedulable_data *d)
7101 {
7102         u64 quota, period;
7103
7104         if (tg == d->tg) {
7105                 period = d->period;
7106                 quota = d->quota;
7107         } else {
7108                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7109                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7110         }
7111
7112         /* note: these should typically be equivalent */
7113         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7114                 return RUNTIME_INF;
7115
7116         return to_ratio(period, quota);
7117 }
7118
7119 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7120 {
7121         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7122         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7123         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7124
7125         if (!tg->parent) {
7126                 quota = RUNTIME_INF;
7127         } else {
7128                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7129
7130                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7131                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7132
7133                 /*
7134                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7135                  * limit is set:
7136                  */
7137                 if (quota == RUNTIME_INF)
7138                         quota = parent_quota;
7139                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7140                         return -EINVAL;
7141         }
7142         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7143
7144         return 0;
7145 }
7146
7147 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7148 {
7149         int ret;
7150         struct cfs_schedulable_data data = {
7151                 .tg = tg,
7152                 .period = period,
7153                 .quota = quota,
7154         };
7155
7156         if (quota != RUNTIME_INF) {
7157                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7158                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7159         }
7160
7161         rcu_read_lock();
7162         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7163         rcu_read_unlock();
7164
7165         return ret;
7166 }
7167
7168 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7169 {
7170         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7171         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7172
7173         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7174         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7175         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7176
7177         return 0;
7178 }
7179 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7180 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7181
7182 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7183 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7184                                 struct cftype *cft, s64 val)
7185 {
7186         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7187 }
7188
7189 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7190                                struct cftype *cft)
7191 {
7192         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7193 }
7194
7195 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7196                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7197 {
7198         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7199 }
7200
7201 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7202                                    struct cftype *cft)
7203 {
7204         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7205 }
7206 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7207
7208 static struct cftype cpu_files[] = {
7209 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7210         {
7211                 .name = "shares",
7212                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7213                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7214         },
7215 #endif
7216 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7217         {
7218                 .name = "cfs_quota_us",
7219                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7220                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7221         },
7222         {
7223                 .name = "cfs_period_us",
7224                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7225                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7226         },
7227         {
7228                 .name = "stat",
7229                 .seq_show = cpu_stats_show,
7230         },
7231 #endif
7232 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7233         {
7234                 .name = "rt_runtime_us",
7235                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7236                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7237         },
7238         {
7239                 .name = "rt_period_us",
7240                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7241                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7242         },
7243 #endif
7244         { }     /* Terminate */
7245 };
7246
7247 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7248         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7249         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7250         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7251         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7252         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7253         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7254         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7255         .legacy_cftypes = cpu_files,
7256         .early_init     = true,
7257 };
7258
7259 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7260
7261 void dump_cpu_task(int cpu)
7262 {
7263         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7264         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7265 }
7266
7267 /*
7268  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7269  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7270  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7271  * that remained on nice 0.
7272  *
7273  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7274  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7275  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7276  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7277  * the relative distance between them is ~25%.)
7278  */
7279 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7280  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7281  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7282  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7283  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7284  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7285  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7286  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7287  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7288 };
7289
7290 /*
7291  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7292  *
7293  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7294  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7295  * into multiplications:
7296  */
7297 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7298  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7299  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7300  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7301  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7302  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7303  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7304  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7305  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7306 };