916e956e92bebf4cf2caed0298fba5e3da02aa30
[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 "sched.h"
9
10 #include <linux/nospec.h>
11
12 #include <linux/kcov.h>
13
14 #include <asm/switch_to.h>
15 #include <asm/tlb.h>
16
17 #include "../workqueue_internal.h"
18 #include "../smpboot.h"
19
20 #include "pelt.h"
21
22 #define CREATE_TRACE_POINTS
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
26
27 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
28 /*
29  * Debugging: various feature bits
30  *
31  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
32  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
33  * at compile time and compiler optimization based on features default.
34  */
35 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
36         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
37 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
38 #include "features.h"
39         0;
40 #undef SCHED_FEAT
41 #endif
42
43 /*
44  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
45  * Limited because this is done with IRQs disabled.
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
48
49 /*
50  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
51  * default: 1s
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
54
55 __read_mostly int scheduler_running;
56
57 /*
58  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
59  * default: 0.95s
60  */
61 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
62
63 /*
64  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
65  */
66 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
67         __acquires(rq->lock)
68 {
69         struct rq *rq;
70
71         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
72
73         for (;;) {
74                 rq = task_rq(p);
75                 raw_spin_lock(&rq->lock);
76                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
77                         rq_pin_lock(rq, rf);
78                         return rq;
79                 }
80                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
81
82                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
83                         cpu_relax();
84         }
85 }
86
87 /*
88  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
89  */
90 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
91         __acquires(p->pi_lock)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         for (;;) {
97                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
98                 rq = task_rq(p);
99                 raw_spin_lock(&rq->lock);
100                 /*
101                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
102                  *
103                  *      ACQUIRE (rq->lock)
104                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
105                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
106                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
107                  *                                      [L] ->on_rq
108                  *      RELEASE (rq->lock)
109                  *
110                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock, the acquire of
111                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
112                  *
113                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
114                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
115                  */
116                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
117                         rq_pin_lock(rq, rf);
118                         return rq;
119                 }
120                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
121                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
122
123                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
124                         cpu_relax();
125         }
126 }
127
128 /*
129  * RQ-clock updating methods:
130  */
131
132 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
133 {
134 /*
135  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
136  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
137  */
138         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
139
140 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
141         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
142
143         /*
144          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
145          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
146          * {soft,}irq region.
147          *
148          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
149          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
150          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
151          * monotonic.
152          *
153          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
154          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
155          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
156          * atomic ops.
157          */
158         if (irq_delta > delta)
159                 irq_delta = delta;
160
161         rq->prev_irq_time += irq_delta;
162         delta -= irq_delta;
163 #endif
164 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
165         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
166                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
167                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
168
169                 if (unlikely(steal > delta))
170                         steal = delta;
171
172                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
173                 delta -= steal;
174         }
175 #endif
176
177         rq->clock_task += delta;
178
179 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
180         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
181                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
182 #endif
183 }
184
185 void update_rq_clock(struct rq *rq)
186 {
187         s64 delta;
188
189         lockdep_assert_held(&rq->lock);
190
191         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
192                 return;
193
194 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
195         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
196                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
197         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
198 #endif
199
200         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
201         if (delta < 0)
202                 return;
203         rq->clock += delta;
204         update_rq_clock_task(rq, delta);
205 }
206
207
208 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
209 /*
210  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
211  */
212
213 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
214 {
215         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
216                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
217 }
218
219 /*
220  * High-resolution timer tick.
221  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
222  */
223 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
224 {
225         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
226         struct rq_flags rf;
227
228         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
229
230         rq_lock(rq, &rf);
231         update_rq_clock(rq);
232         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
233         rq_unlock(rq, &rf);
234
235         return HRTIMER_NORESTART;
236 }
237
238 #ifdef CONFIG_SMP
239
240 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
241 {
242         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
243
244         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
245 }
246
247 /*
248  * called from hardirq (IPI) context
249  */
250 static void __hrtick_start(void *arg)
251 {
252         struct rq *rq = arg;
253         struct rq_flags rf;
254
255         rq_lock(rq, &rf);
256         __hrtick_restart(rq);
257         rq->hrtick_csd_pending = 0;
258         rq_unlock(rq, &rf);
259 }
260
261 /*
262  * Called to set the hrtick timer state.
263  *
264  * called with rq->lock held and irqs disabled
265  */
266 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
267 {
268         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
269         ktime_t time;
270         s64 delta;
271
272         /*
273          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
274          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
275          */
276         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
277         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
278
279         hrtimer_set_expires(timer, time);
280
281         if (rq == this_rq()) {
282                 __hrtick_restart(rq);
283         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
284                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
285                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
286         }
287 }
288
289 #else
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         /*
298          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
299          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
300          */
301         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
302         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
303                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
304 }
305 #endif /* CONFIG_SMP */
306
307 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
308 {
309 #ifdef CONFIG_SMP
310         rq->hrtick_csd_pending = 0;
311
312         rq->hrtick_csd.flags = 0;
313         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
314         rq->hrtick_csd.info = rq;
315 #endif
316
317         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
318         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
319 }
320 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
321 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
322 {
323 }
324
325 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
326 {
327 }
328 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
329
330 /*
331  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
332  */
333 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
334         ({                                                              \
335                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
336                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
337                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
338                                                                         \
339                 for (;;) {                                              \
340                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
341                         if (_old == _val)                               \
342                                 break;                                  \
343                         _val = _old;                                    \
344                 }                                                       \
345         _old;                                                           \
346 })
347
348 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
349 /*
350  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
351  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
352  * spurious IPIs.
353  */
354 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
355 {
356         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
357         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
358 }
359
360 /*
361  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
362  *
363  * If this returns true, then the idle task promises to call
364  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
365  */
366 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
367 {
368         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
369         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
370
371         for (;;) {
372                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
373                         return false;
374                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
375                         return true;
376                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
377                 if (old == val)
378                         break;
379                 val = old;
380         }
381         return true;
382 }
383
384 #else
385 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
386 {
387         set_tsk_need_resched(p);
388         return true;
389 }
390
391 #ifdef CONFIG_SMP
392 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
393 {
394         return false;
395 }
396 #endif
397 #endif
398
399 /**
400  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
401  * @head: the wake_q_head to add @task to
402  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
403  *
404  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
405  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
406  * instantly.
407  *
408  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
409  * must be ready to be woken at this location.
410  */
411 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
412 {
413         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
414
415         /*
416          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
417          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
418          * wakeup due to that.
419          *
420          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
421          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
422          */
423         smp_mb__before_atomic();
424         if (cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
425                 return;
426
427         get_task_struct(task);
428
429         /*
430          * The head is context local, there can be no concurrency.
431          */
432         *head->lastp = node;
433         head->lastp = &node->next;
434 }
435
436 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
437 {
438         struct wake_q_node *node = head->first;
439
440         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
441                 struct task_struct *task;
442
443                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
444                 BUG_ON(!task);
445                 /* Task can safely be re-inserted now: */
446                 node = node->next;
447                 task->wake_q.next = NULL;
448
449                 /*
450                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
451                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
452                  */
453                 wake_up_process(task);
454                 put_task_struct(task);
455         }
456 }
457
458 /*
459  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
460  *
461  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
462  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
463  * the target CPU.
464  */
465 void resched_curr(struct rq *rq)
466 {
467         struct task_struct *curr = rq->curr;
468         int cpu;
469
470         lockdep_assert_held(&rq->lock);
471
472         if (test_tsk_need_resched(curr))
473                 return;
474
475         cpu = cpu_of(rq);
476
477         if (cpu == smp_processor_id()) {
478                 set_tsk_need_resched(curr);
479                 set_preempt_need_resched();
480                 return;
481         }
482
483         if (set_nr_and_not_polling(curr))
484                 smp_send_reschedule(cpu);
485         else
486                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
487 }
488
489 void resched_cpu(int cpu)
490 {
491         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
492         unsigned long flags;
493
494         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
495         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
496                 resched_curr(rq);
497         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
498 }
499
500 #ifdef CONFIG_SMP
501 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
502 /*
503  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
504  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
505  *
506  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
507  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
508  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
509  */
510 int get_nohz_timer_target(void)
511 {
512         int i, cpu = smp_processor_id();
513         struct sched_domain *sd;
514
515         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
516                 return cpu;
517
518         rcu_read_lock();
519         for_each_domain(cpu, sd) {
520                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
521                         if (cpu == i)
522                                 continue;
523
524                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
525                                 cpu = i;
526                                 goto unlock;
527                         }
528                 }
529         }
530
531         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
532                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
533 unlock:
534         rcu_read_unlock();
535         return cpu;
536 }
537
538 /*
539  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
540  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
541  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
542  * idle system the next event might even be infinite time into the
543  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
544  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
545  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
546  * wheel for the next timer event.
547  */
548 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
549 {
550         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
551
552         if (cpu == smp_processor_id())
553                 return;
554
555         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
556                 smp_send_reschedule(cpu);
557         else
558                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
559 }
560
561 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
562 {
563         /*
564          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
565          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
566          * If needed we can still optimize that later with an
567          * empty IRQ.
568          */
569         if (cpu_is_offline(cpu))
570                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
571         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
572                 if (cpu != smp_processor_id() ||
573                     tick_nohz_tick_stopped())
574                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
575                 return true;
576         }
577
578         return false;
579 }
580
581 /*
582  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
583  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
584  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
585  */
586 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
587 {
588         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
589                 wake_up_idle_cpu(cpu);
590 }
591
592 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
593 {
594         int cpu = smp_processor_id();
595
596         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
597                 return false;
598
599         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
600                 return true;
601
602         /*
603          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
604          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
605          */
606         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
607         return false;
608 }
609
610 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
611
612 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
613 {
614         return false;
615 }
616
617 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
618
619 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
620 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
621 {
622         int fifo_nr_running;
623
624         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
625         if (rq->dl.dl_nr_running)
626                 return false;
627
628         /*
629          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
630          * actual RR behaviour.
631          */
632         if (rq->rt.rr_nr_running) {
633                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
634                         return true;
635                 else
636                         return false;
637         }
638
639         /*
640          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
641          * forced preemption between FIFO tasks.
642          */
643         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
644         if (fifo_nr_running)
645                 return true;
646
647         /*
648          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
649          * if there's more than one we need the tick for involuntary
650          * preemption.
651          */
652         if (rq->nr_running > 1)
653                 return false;
654
655         return true;
656 }
657 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
658 #endif /* CONFIG_SMP */
659
660 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
661                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
662 /*
663  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
664  * node and @up when leaving it for the final time.
665  *
666  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
667  */
668 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
669                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
670 {
671         struct task_group *parent, *child;
672         int ret;
673
674         parent = from;
675
676 down:
677         ret = (*down)(parent, data);
678         if (ret)
679                 goto out;
680         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
681                 parent = child;
682                 goto down;
683
684 up:
685                 continue;
686         }
687         ret = (*up)(parent, data);
688         if (ret || parent == from)
689                 goto out;
690
691         child = parent;
692         parent = parent->parent;
693         if (parent)
694                 goto up;
695 out:
696         return ret;
697 }
698
699 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
700 {
701         return 0;
702 }
703 #endif
704
705 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
706 {
707         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
708         struct load_weight *load = &p->se.load;
709
710         /*
711          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
712          */
713         if (task_has_idle_policy(p)) {
714                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
715                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
716                 p->se.runnable_weight = load->weight;
717                 return;
718         }
719
720         /*
721          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
722          * weight
723          */
724         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
725                 reweight_task(p, prio);
726         } else {
727                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
728                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
729                 p->se.runnable_weight = load->weight;
730         }
731 }
732
733 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
734 {
735         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
736                 update_rq_clock(rq);
737
738         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
739                 sched_info_queued(rq, p);
740                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
741         }
742
743         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
744 }
745
746 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
747 {
748         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
749                 update_rq_clock(rq);
750
751         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
752                 sched_info_dequeued(rq, p);
753                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
754         }
755
756         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
757 }
758
759 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
760 {
761         if (task_contributes_to_load(p))
762                 rq->nr_uninterruptible--;
763
764         enqueue_task(rq, p, flags);
765 }
766
767 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
768 {
769         if (task_contributes_to_load(p))
770                 rq->nr_uninterruptible++;
771
772         dequeue_task(rq, p, flags);
773 }
774
775 /*
776  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
777  */
778 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
779 {
780         return p->static_prio;
781 }
782
783 /*
784  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
785  * without taking RT-inheritance into account. Might be
786  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
787  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
788  * estimator recalculates.
789  */
790 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
791 {
792         int prio;
793
794         if (task_has_dl_policy(p))
795                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
796         else if (task_has_rt_policy(p))
797                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
798         else
799                 prio = __normal_prio(p);
800         return prio;
801 }
802
803 /*
804  * Calculate the current priority, i.e. the priority
805  * taken into account by the scheduler. This value might
806  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
807  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
808  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
809  */
810 static int effective_prio(struct task_struct *p)
811 {
812         p->normal_prio = normal_prio(p);
813         /*
814          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
815          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
816          * to the normal priority:
817          */
818         if (!rt_prio(p->prio))
819                 return p->normal_prio;
820         return p->prio;
821 }
822
823 /**
824  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
825  * @p: the task in question.
826  *
827  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
828  */
829 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
830 {
831         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
832 }
833
834 /*
835  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
836  * use the balance_callback list if you want balancing.
837  *
838  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
839  * balance_callback().
840  */
841 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
842                                        const struct sched_class *prev_class,
843                                        int oldprio)
844 {
845         if (prev_class != p->sched_class) {
846                 if (prev_class->switched_from)
847                         prev_class->switched_from(rq, p);
848
849                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
850         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
851                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
852 }
853
854 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
855 {
856         const struct sched_class *class;
857
858         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
859                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
860         } else {
861                 for_each_class(class) {
862                         if (class == rq->curr->sched_class)
863                                 break;
864                         if (class == p->sched_class) {
865                                 resched_curr(rq);
866                                 break;
867                         }
868                 }
869         }
870
871         /*
872          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
873          * this case, we can save a useless back to back clock update.
874          */
875         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
876                 rq_clock_skip_update(rq);
877 }
878
879 #ifdef CONFIG_SMP
880
881 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
882 {
883         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
884                 return false;
885
886         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
887                 return false;
888
889         return true;
890 }
891
892 /*
893  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
894  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
895  */
896 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
897 {
898         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
899                 return false;
900
901         if (is_per_cpu_kthread(p))
902                 return cpu_online(cpu);
903
904         return cpu_active(cpu);
905 }
906
907 /*
908  * This is how migration works:
909  *
910  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
911  *    stop_one_cpu().
912  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
913  *    off the CPU)
914  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
915  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
916  *    it and puts it into the right queue.
917  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
918  *    is done.
919  */
920
921 /*
922  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
923  *
924  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
925  */
926 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
927                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
928 {
929         lockdep_assert_held(&rq->lock);
930
931         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
932         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
933         set_task_cpu(p, new_cpu);
934         rq_unlock(rq, rf);
935
936         rq = cpu_rq(new_cpu);
937
938         rq_lock(rq, rf);
939         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
940         enqueue_task(rq, p, 0);
941         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
942         check_preempt_curr(rq, p, 0);
943
944         return rq;
945 }
946
947 struct migration_arg {
948         struct task_struct *task;
949         int dest_cpu;
950 };
951
952 /*
953  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
954  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
955  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
956  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
957  *
958  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
959  * as the task is no longer on this CPU.
960  */
961 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
962                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
963 {
964         /* Affinity changed (again). */
965         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
966                 return rq;
967
968         update_rq_clock(rq);
969         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
970
971         return rq;
972 }
973
974 /*
975  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
976  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
977  * 'pushing' onto another runqueue.
978  */
979 static int migration_cpu_stop(void *data)
980 {
981         struct migration_arg *arg = data;
982         struct task_struct *p = arg->task;
983         struct rq *rq = this_rq();
984         struct rq_flags rf;
985
986         /*
987          * The original target CPU might have gone down and we might
988          * be on another CPU but it doesn't matter.
989          */
990         local_irq_disable();
991         /*
992          * We need to explicitly wake pending tasks before running
993          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
994          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
995          */
996         sched_ttwu_pending();
997
998         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
999         rq_lock(rq, &rf);
1000         /*
1001          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1002          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1003          * we're holding p->pi_lock.
1004          */
1005         if (task_rq(p) == rq) {
1006                 if (task_on_rq_queued(p))
1007                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1008                 else
1009                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1010         }
1011         rq_unlock(rq, &rf);
1012         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1013
1014         local_irq_enable();
1015         return 0;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1020  * actually call this function.
1021  */
1022 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1023 {
1024         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1025         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1026 }
1027
1028 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1029 {
1030         struct rq *rq = task_rq(p);
1031         bool queued, running;
1032
1033         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1034
1035         queued = task_on_rq_queued(p);
1036         running = task_current(rq, p);
1037
1038         if (queued) {
1039                 /*
1040                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1041                  * holding rq->lock.
1042                  */
1043                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1044                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1045         }
1046         if (running)
1047                 put_prev_task(rq, p);
1048
1049         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1050
1051         if (queued)
1052                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1053         if (running)
1054                 set_curr_task(rq, p);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1059  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1060  * is removed from the allowed bitmask.
1061  *
1062  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1063  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1064  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1065  */
1066 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1067                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1068 {
1069         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1070         unsigned int dest_cpu;
1071         struct rq_flags rf;
1072         struct rq *rq;
1073         int ret = 0;
1074
1075         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1076         update_rq_clock(rq);
1077
1078         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1079                 /*
1080                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1081                  */
1082                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1087          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1088          */
1089         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1090                 ret = -EINVAL;
1091                 goto out;
1092         }
1093
1094         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1095                 goto out;
1096
1097         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1098                 ret = -EINVAL;
1099                 goto out;
1100         }
1101
1102         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1103
1104         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1105                 /*
1106                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1107                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1108                  */
1109                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1110                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1111                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1112         }
1113
1114         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1115         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1116                 goto out;
1117
1118         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1119         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1120                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1121                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1122                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1123                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1124                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1125                 return 0;
1126         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1127                 /*
1128                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1129                  * afterwards anyway.
1130                  */
1131                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1132         }
1133 out:
1134         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1135
1136         return ret;
1137 }
1138
1139 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1140 {
1141         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1142 }
1143 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1144
1145 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1146 {
1147 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1148         /*
1149          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1150          * ttwu() will sort out the placement.
1151          */
1152         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1153                         !p->on_rq);
1154
1155         /*
1156          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1157          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1158          * time relying on p->on_rq.
1159          */
1160         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1161                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1162                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1163
1164 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1165         /*
1166          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1167          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1168          *
1169          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1170          * see task_group().
1171          *
1172          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1173          * task_rq_lock().
1174          */
1175         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1176                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1177 #endif
1178         /*
1179          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1180          */
1181         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1182 #endif
1183
1184         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1185
1186         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1187                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1188                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1189                 p->se.nr_migrations++;
1190                 rseq_migrate(p);
1191                 perf_event_task_migrate(p);
1192         }
1193
1194         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1195 }
1196
1197 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1198 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1199 {
1200         if (task_on_rq_queued(p)) {
1201                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1202                 struct rq_flags srf, drf;
1203
1204                 src_rq = task_rq(p);
1205                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1206
1207                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1208                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1209
1210                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1211                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1212                 set_task_cpu(p, cpu);
1213                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1214                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1215                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1216
1217                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1218                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1219
1220         } else {
1221                 /*
1222                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1223                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1224                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1225                  */
1226                 p->wake_cpu = cpu;
1227         }
1228 }
1229
1230 struct migration_swap_arg {
1231         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1232         int src_cpu, dst_cpu;
1233 };
1234
1235 static int migrate_swap_stop(void *data)
1236 {
1237         struct migration_swap_arg *arg = data;
1238         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1239         int ret = -EAGAIN;
1240
1241         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1242                 return -EAGAIN;
1243
1244         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1245         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1246
1247         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1248                         &arg->dst_task->pi_lock);
1249         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1250
1251         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1252                 goto unlock;
1253
1254         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1255                 goto unlock;
1256
1257         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1258                 goto unlock;
1259
1260         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1261                 goto unlock;
1262
1263         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1264         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1265
1266         ret = 0;
1267
1268 unlock:
1269         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1270         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1271         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1272
1273         return ret;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * Cross migrate two tasks
1278  */
1279 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1280                 int target_cpu, int curr_cpu)
1281 {
1282         struct migration_swap_arg arg;
1283         int ret = -EINVAL;
1284
1285         arg = (struct migration_swap_arg){
1286                 .src_task = cur,
1287                 .src_cpu = curr_cpu,
1288                 .dst_task = p,
1289                 .dst_cpu = target_cpu,
1290         };
1291
1292         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1293                 goto out;
1294
1295         /*
1296          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1297          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1298          */
1299         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1300                 goto out;
1301
1302         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1303                 goto out;
1304
1305         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1306                 goto out;
1307
1308         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1309         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1310
1311 out:
1312         return ret;
1313 }
1314 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1315
1316 /*
1317  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1318  *
1319  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1320  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1321  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1322  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1323  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1324  * @p has remained unscheduled the whole time.
1325  *
1326  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1327  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1328  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1329  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1330  * waiting to become inactive.
1331  */
1332 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1333 {
1334         int running, queued;
1335         struct rq_flags rf;
1336         unsigned long ncsw;
1337         struct rq *rq;
1338
1339         for (;;) {
1340                 /*
1341                  * We do the initial early heuristics without holding
1342                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1343                  * the runqueue lock when things look like they will
1344                  * work out!
1345                  */
1346                 rq = task_rq(p);
1347
1348                 /*
1349                  * If the task is actively running on another CPU
1350                  * still, just relax and busy-wait without holding
1351                  * any locks.
1352                  *
1353                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1354                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1355                  * But we don't care, since "task_running()" will
1356                  * return false if the runqueue has changed and p
1357                  * is actually now running somewhere else!
1358                  */
1359                 while (task_running(rq, p)) {
1360                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1361                                 return 0;
1362                         cpu_relax();
1363                 }
1364
1365                 /*
1366                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1367                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1368                  * just go back and repeat.
1369                  */
1370                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1371                 trace_sched_wait_task(p);
1372                 running = task_running(rq, p);
1373                 queued = task_on_rq_queued(p);
1374                 ncsw = 0;
1375                 if (!match_state || p->state == match_state)
1376                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1377                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1378
1379                 /*
1380                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1381                  */
1382                 if (unlikely(!ncsw))
1383                         break;
1384
1385                 /*
1386                  * Was it really running after all now that we
1387                  * checked with the proper locks actually held?
1388                  *
1389                  * Oops. Go back and try again..
1390                  */
1391                 if (unlikely(running)) {
1392                         cpu_relax();
1393                         continue;
1394                 }
1395
1396                 /*
1397                  * It's not enough that it's not actively running,
1398                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1399                  * preempted!
1400                  *
1401                  * So if it was still runnable (but just not actively
1402                  * running right now), it's preempted, and we should
1403                  * yield - it could be a while.
1404                  */
1405                 if (unlikely(queued)) {
1406                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1407
1408                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1409                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1410                         continue;
1411                 }
1412
1413                 /*
1414                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1415                  * runnable, which means that it will never become
1416                  * running in the future either. We're all done!
1417                  */
1418                 break;
1419         }
1420
1421         return ncsw;
1422 }
1423
1424 /***
1425  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1426  * @p: the to-be-kicked thread
1427  *
1428  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1429  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1430  *
1431  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1432  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1433  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1434  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1435  * achieved as well.
1436  */
1437 void kick_process(struct task_struct *p)
1438 {
1439         int cpu;
1440
1441         preempt_disable();
1442         cpu = task_cpu(p);
1443         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1444                 smp_send_reschedule(cpu);
1445         preempt_enable();
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1448
1449 /*
1450  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1451  *
1452  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1453  *
1454  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1455  *
1456  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1457  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1458  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1459  *    see it.
1460  *
1461  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1462  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1463  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1464  *    off.
1465  *
1466  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1467  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1468  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1469  * to satisfy the above rules.
1470  */
1471 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1472 {
1473         int nid = cpu_to_node(cpu);
1474         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1475         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1476         int dest_cpu;
1477
1478         /*
1479          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1480          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1481          * select the CPU on the other node.
1482          */
1483         if (nid != -1) {
1484                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1485
1486                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1487                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1488                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1489                                 continue;
1490                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1491                                 return dest_cpu;
1492                 }
1493         }
1494
1495         for (;;) {
1496                 /* Any allowed, online CPU? */
1497                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1498                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1499                                 continue;
1500
1501                         goto out;
1502                 }
1503
1504                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1505                 switch (state) {
1506                 case cpuset:
1507                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1508                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1509                                 state = possible;
1510                                 break;
1511                         }
1512                         /* Fall-through */
1513                 case possible:
1514                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1515                         state = fail;
1516                         break;
1517
1518                 case fail:
1519                         BUG();
1520                         break;
1521                 }
1522         }
1523
1524 out:
1525         if (state != cpuset) {
1526                 /*
1527                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1528                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1529                  * leave kernel.
1530                  */
1531                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1532                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1533                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1534                 }
1535         }
1536
1537         return dest_cpu;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1542  */
1543 static inline
1544 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1545 {
1546         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1547
1548         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1549                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1550         else
1551                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1552
1553         /*
1554          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1555          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1556          * CPU.
1557          *
1558          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1559          *
1560          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1561          *   not worry about this generic constraint ]
1562          */
1563         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1564                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1565
1566         return cpu;
1567 }
1568
1569 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1570 {
1571         s64 diff = sample - *avg;
1572         *avg += diff >> 3;
1573 }
1574
1575 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1576 {
1577         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1578         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1579
1580         if (stop) {
1581                 /*
1582                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1583                  * userspace knows about and won't get confused about.
1584                  *
1585                  * Also, it will make PI more or less work without too
1586                  * much confusion -- but then, stop work should not
1587                  * rely on PI working anyway.
1588                  */
1589                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1590
1591                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1592         }
1593
1594         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1595
1596         if (old_stop) {
1597                 /*
1598                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1599                  * it can die in pieces.
1600                  */
1601                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1602         }
1603 }
1604
1605 #else
1606
1607 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1608                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1609 {
1610         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1611 }
1612
1613 #endif /* CONFIG_SMP */
1614
1615 static void
1616 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1617 {
1618         struct rq *rq;
1619
1620         if (!schedstat_enabled())
1621                 return;
1622
1623         rq = this_rq();
1624
1625 #ifdef CONFIG_SMP
1626         if (cpu == rq->cpu) {
1627                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1628                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1629         } else {
1630                 struct sched_domain *sd;
1631
1632                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1633                 rcu_read_lock();
1634                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1635                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1636                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1637                                 break;
1638                         }
1639                 }
1640                 rcu_read_unlock();
1641         }
1642
1643         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1644                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1645 #endif /* CONFIG_SMP */
1646
1647         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1648         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1649
1650         if (wake_flags & WF_SYNC)
1651                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1652 }
1653
1654 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1655 {
1656         activate_task(rq, p, en_flags);
1657         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1658
1659         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1660         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1661                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1666  */
1667 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1668                            struct rq_flags *rf)
1669 {
1670         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1671         p->state = TASK_RUNNING;
1672         trace_sched_wakeup(p);
1673
1674 #ifdef CONFIG_SMP
1675         if (p->sched_class->task_woken) {
1676                 /*
1677                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1678                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1679                  */
1680                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1681                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1682                 rq_repin_lock(rq, rf);
1683         }
1684
1685         if (rq->idle_stamp) {
1686                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1687                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1688
1689                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1690
1691                 if (rq->avg_idle > max)
1692                         rq->avg_idle = max;
1693
1694                 rq->idle_stamp = 0;
1695         }
1696 #endif
1697 }
1698
1699 static void
1700 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1701                  struct rq_flags *rf)
1702 {
1703         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1704
1705         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1706
1707 #ifdef CONFIG_SMP
1708         if (p->sched_contributes_to_load)
1709                 rq->nr_uninterruptible--;
1710
1711         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1712                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1713 #endif
1714
1715         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1716         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1721  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1722  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1723  * the task is still ->on_rq.
1724  */
1725 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1726 {
1727         struct rq_flags rf;
1728         struct rq *rq;
1729         int ret = 0;
1730
1731         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1732         if (task_on_rq_queued(p)) {
1733                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1734                 update_rq_clock(rq);
1735                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1736                 ret = 1;
1737         }
1738         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1739
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 #ifdef CONFIG_SMP
1744 void sched_ttwu_pending(void)
1745 {
1746         struct rq *rq = this_rq();
1747         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1748         struct task_struct *p, *t;
1749         struct rq_flags rf;
1750
1751         if (!llist)
1752                 return;
1753
1754         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1755         update_rq_clock(rq);
1756
1757         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1758                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1759
1760         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1761 }
1762
1763 void scheduler_ipi(void)
1764 {
1765         /*
1766          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1767          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1768          * this IPI.
1769          */
1770         preempt_fold_need_resched();
1771
1772         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1773                 return;
1774
1775         /*
1776          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1777          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1778          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1779          * we do call them.
1780          *
1781          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1782          * properly.
1783          *
1784          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1785          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1786          * somewhat pessimize the simple resched case.
1787          */
1788         irq_enter();
1789         sched_ttwu_pending();
1790
1791         /*
1792          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1793          */
1794         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1795                 this_rq()->idle_balance = 1;
1796                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1797         }
1798         irq_exit();
1799 }
1800
1801 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1802 {
1803         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1804
1805         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1806
1807         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1808                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1809                         smp_send_reschedule(cpu);
1810                 else
1811                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1812         }
1813 }
1814
1815 void wake_up_if_idle(int cpu)
1816 {
1817         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1818         struct rq_flags rf;
1819
1820         rcu_read_lock();
1821
1822         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1823                 goto out;
1824
1825         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1826                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1827         } else {
1828                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1829                 if (is_idle_task(rq->curr))
1830                         smp_send_reschedule(cpu);
1831                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1832                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1833         }
1834
1835 out:
1836         rcu_read_unlock();
1837 }
1838
1839 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1840 {
1841         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1842 }
1843 #endif /* CONFIG_SMP */
1844
1845 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1846 {
1847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1848         struct rq_flags rf;
1849
1850 #if defined(CONFIG_SMP)
1851         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1852                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1853                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1854                 return;
1855         }
1856 #endif
1857
1858         rq_lock(rq, &rf);
1859         update_rq_clock(rq);
1860         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1861         rq_unlock(rq, &rf);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1866  *
1867  *  MIGRATION
1868  *
1869  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1870  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1871  * execution on its new CPU [c1].
1872  *
1873  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1874  *
1875  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1876  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1877  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1878  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1879  *
1880  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
1881  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1882  *
1883  * Example:
1884  *
1885  *   CPU0            CPU1            CPU2
1886  *
1887  *   LOCK rq(0)->lock
1888  *   sched-out X
1889  *   sched-in Y
1890  *   UNLOCK rq(0)->lock
1891  *
1892  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1893  *                                   dequeue X
1894  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1895  *
1896  *                                   LOCK rq(1)->lock
1897  *                                   enqueue X
1898  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1899  *
1900  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1901  *                   sched-out Z
1902  *                   sched-in X
1903  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1904  *
1905  *
1906  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1907  *
1908  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1909  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1910  * chain to provide order. Instead we do:
1911  *
1912  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1913  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1914  *
1915  * Example:
1916  *
1917  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1918  *
1919  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1920  *   dequeue X
1921  *   sched-out X
1922  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1923  *
1924  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1925  *                    X->state = WAKING
1926  *                    set_task_cpu(X,2)
1927  *
1928  *                    LOCK rq(2)->lock
1929  *                    enqueue X
1930  *                    X->state = RUNNING
1931  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1932  *
1933  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1934  *                                          sched-out Z
1935  *                                          sched-in X
1936  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1937  *
1938  *                    UNLOCK X->pi_lock
1939  *   UNLOCK rq(0)->lock
1940  *
1941  *
1942  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1943  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
1944  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
1945  */
1946
1947 /**
1948  * try_to_wake_up - wake up a thread
1949  * @p: the thread to be awakened
1950  * @state: the mask of task states that can be woken
1951  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1952  *
1953  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1954  *
1955  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1956  *
1957  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1958  * set_current_state().
1959  *
1960  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
1961  * state; see set_current_state().
1962  *
1963  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1964  *         %false otherwise.
1965  */
1966 static int
1967 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1968 {
1969         unsigned long flags;
1970         int cpu, success = 0;
1971
1972         /*
1973          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1974          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1975          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1976          * set_current_state() the waiting thread does.
1977          */
1978         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1979         smp_mb__after_spinlock();
1980         if (!(p->state & state))
1981                 goto out;
1982
1983         trace_sched_waking(p);
1984
1985         /* We're going to change ->state: */
1986         success = 1;
1987         cpu = task_cpu(p);
1988
1989         /*
1990          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1991          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1992          * in smp_cond_load_acquire() below.
1993          *
1994          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1995          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
1996          *   UNLOCK rq->lock
1997          *
1998          * __schedule() (switch to task 'p')
1999          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2000          *   smp_mb__after_spinlock();
2001          *   UNLOCK rq->lock
2002          *
2003          * [task p]
2004          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2005          *
2006          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2007          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2008          */
2009         smp_rmb();
2010         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2011                 goto stat;
2012
2013 #ifdef CONFIG_SMP
2014         /*
2015          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2016          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2017          *
2018          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2019          * from the runqueue.
2020          *
2021          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2022          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2023          *   UNLOCK rq->lock
2024          *
2025          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2026          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2027          *   smp_mb__after_spinlock();
2028          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2029          *
2030          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2031          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2032          */
2033         smp_rmb();
2034
2035         /*
2036          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2037          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2038          *
2039          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2040          *
2041          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2042          * their previous state and preserve Program Order.
2043          */
2044         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2045
2046         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2047         p->state = TASK_WAKING;
2048
2049         if (p->in_iowait) {
2050                 delayacct_blkio_end(p);
2051                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2052         }
2053
2054         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2055         if (task_cpu(p) != cpu) {
2056                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2057                 psi_ttwu_dequeue(p);
2058                 set_task_cpu(p, cpu);
2059         }
2060
2061 #else /* CONFIG_SMP */
2062
2063         if (p->in_iowait) {
2064                 delayacct_blkio_end(p);
2065                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2066         }
2067
2068 #endif /* CONFIG_SMP */
2069
2070         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2071 stat:
2072         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2073 out:
2074         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2075
2076         return success;
2077 }
2078
2079 /**
2080  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2081  * @p: the thread to be awakened
2082  * @rf: request-queue flags for pinning
2083  *
2084  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2085  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2086  * the current task.
2087  */
2088 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2089 {
2090         struct rq *rq = task_rq(p);
2091
2092         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2093             WARN_ON_ONCE(p == current))
2094                 return;
2095
2096         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2097
2098         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2099                 /*
2100                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2101                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2102                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2103                  * not yet picked a replacement task.
2104                  */
2105                 rq_unlock(rq, rf);
2106                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2107                 rq_relock(rq, rf);
2108         }
2109
2110         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2111                 goto out;
2112
2113         trace_sched_waking(p);
2114
2115         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2116                 if (p->in_iowait) {
2117                         delayacct_blkio_end(p);
2118                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2119                 }
2120                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2121         }
2122
2123         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2124         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2125 out:
2126         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2127 }
2128
2129 /**
2130  * wake_up_process - Wake up a specific process
2131  * @p: The process to be woken up.
2132  *
2133  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2134  * processes.
2135  *
2136  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2137  *
2138  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2139  */
2140 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2141 {
2142         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2143 }
2144 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2145
2146 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2147 {
2148         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2153  * p is forked by current.
2154  *
2155  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2156  */
2157 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2158 {
2159         p->on_rq                        = 0;
2160
2161         p->se.on_rq                     = 0;
2162         p->se.exec_start                = 0;
2163         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2164         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2165         p->se.nr_migrations             = 0;
2166         p->se.vruntime                  = 0;
2167         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2168
2169 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2170         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2171 #endif
2172
2173 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2174         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2175         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2176 #endif
2177
2178         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2179         init_dl_task_timer(&p->dl);
2180         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2181         __dl_clear_params(p);
2182
2183         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2184         p->rt.timeout           = 0;
2185         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2186         p->rt.on_rq             = 0;
2187         p->rt.on_list           = 0;
2188
2189 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2190         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2191 #endif
2192
2193 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2194         p->capture_control = NULL;
2195 #endif
2196         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2197 }
2198
2199 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2200
2201 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2202
2203 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2204 {
2205         if (enabled)
2206                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2207         else
2208                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2209 }
2210
2211 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2212 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2213                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2214 {
2215         struct ctl_table t;
2216         int err;
2217         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2218
2219         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2220                 return -EPERM;
2221
2222         t = *table;
2223         t.data = &state;
2224         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2225         if (err < 0)
2226                 return err;
2227         if (write)
2228                 set_numabalancing_state(state);
2229         return err;
2230 }
2231 #endif
2232 #endif
2233
2234 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2235
2236 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2237 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2238
2239 static void set_schedstats(bool enabled)
2240 {
2241         if (enabled)
2242                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2243         else
2244                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2245 }
2246
2247 void force_schedstat_enabled(void)
2248 {
2249         if (!schedstat_enabled()) {
2250                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2251                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2252         }
2253 }
2254
2255 static int __init setup_schedstats(char *str)
2256 {
2257         int ret = 0;
2258         if (!str)
2259                 goto out;
2260
2261         /*
2262          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2263          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2264          * variable so init_schedstats() can do it later.
2265          */
2266         if (!strcmp(str, "enable")) {
2267                 __sched_schedstats = true;
2268                 ret = 1;
2269         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2270                 __sched_schedstats = false;
2271                 ret = 1;
2272         }
2273 out:
2274         if (!ret)
2275                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2276
2277         return ret;
2278 }
2279 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2280
2281 static void __init init_schedstats(void)
2282 {
2283         set_schedstats(__sched_schedstats);
2284 }
2285
2286 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2287 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2288                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2289 {
2290         struct ctl_table t;
2291         int err;
2292         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2293
2294         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2295                 return -EPERM;
2296
2297         t = *table;
2298         t.data = &state;
2299         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2300         if (err < 0)
2301                 return err;
2302         if (write)
2303                 set_schedstats(state);
2304         return err;
2305 }
2306 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2307 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2308 static inline void init_schedstats(void) {}
2309 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2310
2311 /*
2312  * fork()/clone()-time setup:
2313  */
2314 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2315 {
2316         unsigned long flags;
2317
2318         __sched_fork(clone_flags, p);
2319         /*
2320          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2321          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2322          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2323          */
2324         p->state = TASK_NEW;
2325
2326         /*
2327          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2328          */
2329         p->prio = current->normal_prio;
2330
2331         /*
2332          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2333          */
2334         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2335                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2336                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2337                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2338                         p->rt_priority = 0;
2339                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2340                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2341
2342                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2343                 set_load_weight(p, false);
2344
2345                 /*
2346                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2347                  * fulfilled its duty:
2348                  */
2349                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2350         }
2351
2352         if (dl_prio(p->prio))
2353                 return -EAGAIN;
2354         else if (rt_prio(p->prio))
2355                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2356         else
2357                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2358
2359         init_entity_runnable_average(&p->se);
2360
2361         /*
2362          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2363          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2364          * is ran before sched_fork().
2365          *
2366          * Silence PROVE_RCU.
2367          */
2368         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2369         /*
2370          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2371          * so use __set_task_cpu().
2372          */
2373         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2374         if (p->sched_class->task_fork)
2375                 p->sched_class->task_fork(p);
2376         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2377
2378 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2379         if (likely(sched_info_on()))
2380                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2381 #endif
2382 #if defined(CONFIG_SMP)
2383         p->on_cpu = 0;
2384 #endif
2385         init_task_preempt_count(p);
2386 #ifdef CONFIG_SMP
2387         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2388         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2389 #endif
2390         return 0;
2391 }
2392
2393 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2394 {
2395         if (runtime == RUNTIME_INF)
2396                 return BW_UNIT;
2397
2398         /*
2399          * Doing this here saves a lot of checks in all
2400          * the calling paths, and returning zero seems
2401          * safe for them anyway.
2402          */
2403         if (period == 0)
2404                 return 0;
2405
2406         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2407 }
2408
2409 /*
2410  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2411  *
2412  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2413  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2414  * on the runqueue and wakes it.
2415  */
2416 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2417 {
2418         struct rq_flags rf;
2419         struct rq *rq;
2420
2421         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2422         p->state = TASK_RUNNING;
2423 #ifdef CONFIG_SMP
2424         /*
2425          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2426          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2427          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2428          *
2429          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2430          * as we're not fully set-up yet.
2431          */
2432         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2433         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2434 #endif
2435         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2436         update_rq_clock(rq);
2437         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2438
2439         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2440         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2441         trace_sched_wakeup_new(p);
2442         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2443 #ifdef CONFIG_SMP
2444         if (p->sched_class->task_woken) {
2445                 /*
2446                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2447                  * drop it.
2448                  */
2449                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2450                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2451                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2452         }
2453 #endif
2454         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2455 }
2456
2457 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2458
2459 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2460
2461 void preempt_notifier_inc(void)
2462 {
2463         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2466
2467 void preempt_notifier_dec(void)
2468 {
2469         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2470 }
2471 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2472
2473 /**
2474  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2475  * @notifier: notifier struct to register
2476  */
2477 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2478 {
2479         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2480                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2481
2482         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2483 }
2484 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2485
2486 /**
2487  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2488  * @notifier: notifier struct to unregister
2489  *
2490  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2491  */
2492 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2493 {
2494         hlist_del(&notifier->link);
2495 }
2496 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2497
2498 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2499 {
2500         struct preempt_notifier *notifier;
2501
2502         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2503                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2504 }
2505
2506 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2507 {
2508         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2509                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2510 }
2511
2512 static void
2513 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2514                                    struct task_struct *next)
2515 {
2516         struct preempt_notifier *notifier;
2517
2518         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2519                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2520 }
2521
2522 static __always_inline void
2523 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2524                                  struct task_struct *next)
2525 {
2526         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2527                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2528 }
2529
2530 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2531
2532 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2533 {
2534 }
2535
2536 static inline void
2537 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2538                                  struct task_struct *next)
2539 {
2540 }
2541
2542 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2543
2544 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2545 {
2546 #ifdef CONFIG_SMP
2547         /*
2548          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2549          * such that any running task will have this set.
2550          */
2551         next->on_cpu = 1;
2552 #endif
2553 }
2554
2555 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2556 {
2557 #ifdef CONFIG_SMP
2558         /*
2559          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2560          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2561          * finished.
2562          *
2563          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2564          * happen before this.
2565          *
2566          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2567          */
2568         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2569 #endif
2570 }
2571
2572 static inline void
2573 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2574 {
2575         /*
2576          * Since the runqueue lock will be released by the next
2577          * task (which is an invalid locking op but in the case
2578          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2579          * do an early lockdep release here:
2580          */
2581         rq_unpin_lock(rq, rf);
2582         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2583 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2584         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2585         rq->lock.owner = next;
2586 #endif
2587 }
2588
2589 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2590 {
2591         /*
2592          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2593          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2594          * prev into current:
2595          */
2596         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2597         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2598 }
2599
2600 /*
2601  * NOP if the arch has not defined these:
2602  */
2603
2604 #ifndef prepare_arch_switch
2605 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2606 #endif
2607
2608 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2609 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2610 #endif
2611
2612 /**
2613  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2614  * @rq: the runqueue preparing to switch
2615  * @prev: the current task that is being switched out
2616  * @next: the task we are going to switch to.
2617  *
2618  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2619  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2620  * switch.
2621  *
2622  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2623  * hooks.
2624  */
2625 static inline void
2626 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2627                     struct task_struct *next)
2628 {
2629         kcov_prepare_switch(prev);
2630         sched_info_switch(rq, prev, next);
2631         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2632         rseq_preempt(prev);
2633         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2634         prepare_task(next);
2635         prepare_arch_switch(next);
2636 }
2637
2638 /**
2639  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2640  * @prev: the thread we just switched away from.
2641  *
2642  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2643  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2644  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2645  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2646  *
2647  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2648  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2649  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2650  * details.)
2651  *
2652  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2653  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2654  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2655  * because prev may have moved to another CPU.
2656  */
2657 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2658         __releases(rq->lock)
2659 {
2660         struct rq *rq = this_rq();
2661         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2662         long prev_state;
2663
2664         /*
2665          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2666          * because it left us after:
2667          *
2668          *      schedule()
2669          *        preempt_disable();                    // 1
2670          *        __schedule()
2671          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2672          *
2673          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2674          */
2675         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2676                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2677                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2678                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2679
2680         rq->prev_mm = NULL;
2681
2682         /*
2683          * A task struct has one reference for the use as "current".
2684          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2685          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2686          * the scheduled task must drop that reference.
2687          *
2688          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2689          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2690          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2691          * transition, resulting in a double drop.
2692          */
2693         prev_state = prev->state;
2694         vtime_task_switch(prev);
2695         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2696         finish_task(prev);
2697         finish_lock_switch(rq);
2698         finish_arch_post_lock_switch();
2699         kcov_finish_switch(current);
2700
2701         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2702         /*
2703          * When switching through a kernel thread, the loop in
2704          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2705          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2706          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2707          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2708          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2709          *
2710          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2711          *   provided by mmdrop(),
2712          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2713          */
2714         if (mm) {
2715                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2716                 mmdrop(mm);
2717         }
2718         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2719                 if (prev->sched_class->task_dead)
2720                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2721
2722                 /*
2723                  * Remove function-return probe instances associated with this
2724                  * task and put them back on the free list.
2725                  */
2726                 kprobe_flush_task(prev);
2727
2728                 /* Task is done with its stack. */
2729                 put_task_stack(prev);
2730
2731                 put_task_struct(prev);
2732         }
2733
2734         tick_nohz_task_switch();
2735         return rq;
2736 }
2737
2738 #ifdef CONFIG_SMP
2739
2740 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2741 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2742 {
2743         struct callback_head *head, *next;
2744         void (*func)(struct rq *rq);
2745         unsigned long flags;
2746
2747         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2748         head = rq->balance_callback;
2749         rq->balance_callback = NULL;
2750         while (head) {
2751                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2752                 next = head->next;
2753                 head->next = NULL;
2754                 head = next;
2755
2756                 func(rq);
2757         }
2758         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2759 }
2760
2761 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2762 {
2763         if (unlikely(rq->balance_callback))
2764                 __balance_callback(rq);
2765 }
2766
2767 #else
2768
2769 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2770 {
2771 }
2772
2773 #endif
2774
2775 /**
2776  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2777  * @prev: the thread we just switched away from.
2778  */
2779 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2780         __releases(rq->lock)
2781 {
2782         struct rq *rq;
2783
2784         /*
2785          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2786          * finish_task_switch() for details.
2787          *
2788          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2789          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2790          * PREEMPT_COUNT kernels).
2791          */
2792
2793         rq = finish_task_switch(prev);
2794         balance_callback(rq);
2795         preempt_enable();
2796
2797         if (current->set_child_tid)
2798                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2799
2800         calculate_sigpending();
2801 }
2802
2803 /*
2804  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2805  */
2806 static __always_inline struct rq *
2807 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2808                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2809 {
2810         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2811
2812         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2813
2814         mm = next->mm;
2815         oldmm = prev->active_mm;
2816         /*
2817          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2818          * combine the page table reload and the switch backend into
2819          * one hypercall.
2820          */
2821         arch_start_context_switch(prev);
2822
2823         /*
2824          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2825          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2826          * Both of these contain the full memory barrier required by
2827          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2828          * user-space.
2829          */
2830         if (!mm) {
2831                 next->active_mm = oldmm;
2832                 mmgrab(oldmm);
2833                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2834         } else
2835                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2836
2837         if (!prev->mm) {
2838                 prev->active_mm = NULL;
2839                 rq->prev_mm = oldmm;
2840         }
2841
2842         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2843
2844         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2845
2846         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2847         switch_to(prev, next, prev);
2848         barrier();
2849
2850         return finish_task_switch(prev);
2851 }
2852
2853 /*
2854  * nr_running and nr_context_switches:
2855  *
2856  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2857  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2858  */
2859 unsigned long nr_running(void)
2860 {
2861         unsigned long i, sum = 0;
2862
2863         for_each_online_cpu(i)
2864                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2865
2866         return sum;
2867 }
2868
2869 /*
2870  * Check if only the current task is running on the CPU.
2871  *
2872  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2873  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2874  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2875  *
2876  * - from a non-preemptible section (of course)
2877  *
2878  * - from a thread that is bound to a single CPU
2879  *
2880  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2881  */
2882 bool single_task_running(void)
2883 {
2884         return raw_rq()->nr_running == 1;
2885 }
2886 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2887
2888 unsigned long long nr_context_switches(void)
2889 {
2890         int i;
2891         unsigned long long sum = 0;
2892
2893         for_each_possible_cpu(i)
2894                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2895
2896         return sum;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
2901  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
2902  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
2903  * it does become runnable.
2904  */
2905
2906 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2907 {
2908         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
2909 }
2910
2911 /*
2912  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2913  *
2914  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2915  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2916  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2917  *
2918  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2919  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2920  * running and we'd not be idle.
2921  *
2922  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2923  * is broken.
2924  *
2925  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2926  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2927  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2928  * utilising both CPUs.
2929  *
2930  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2931  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2932  *
2933  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2934  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2935  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2936  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2937  *
2938  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2939  */
2940
2941 unsigned long nr_iowait(void)
2942 {
2943         unsigned long i, sum = 0;
2944
2945         for_each_possible_cpu(i)
2946                 sum += nr_iowait_cpu(i);
2947
2948         return sum;
2949 }
2950
2951 #ifdef CONFIG_SMP
2952
2953 /*
2954  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2955  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2956  */
2957 void sched_exec(void)
2958 {
2959         struct task_struct *p = current;
2960         unsigned long flags;
2961         int dest_cpu;
2962
2963         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2964         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2965         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2966                 goto unlock;
2967
2968         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2969                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2970
2971                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2972                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2973                 return;
2974         }
2975 unlock:
2976         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2977 }
2978
2979 #endif
2980
2981 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2982 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2983
2984 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2985 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2986
2987 /*
2988  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2989  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2990  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2991  * Prefetching this data results in improved performance.
2992  */
2993 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2994 {
2995 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2996         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2997 #else
2998         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2999 #endif
3000         prefetch(curr);
3001         prefetch(&curr->exec_start);
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Return accounted runtime for the task.
3006  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3007  * pending runtime that have not been accounted yet.
3008  */
3009 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3010 {
3011         struct rq_flags rf;
3012         struct rq *rq;
3013         u64 ns;
3014
3015 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3016         /*
3017          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3018          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3019          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3020          *
3021          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3022          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3023          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3024          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3025          * been accounted, so we're correct here as well.
3026          */
3027         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3028                 return p->se.sum_exec_runtime;
3029 #endif
3030
3031         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3032         /*
3033          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3034          * project cycles that may never be accounted to this
3035          * thread, breaking clock_gettime().
3036          */
3037         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3038                 prefetch_curr_exec_start(p);
3039                 update_rq_clock(rq);
3040                 p->sched_class->update_curr(rq);
3041         }
3042         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3043         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3044
3045         return ns;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3050  * We call it with interrupts disabled.
3051  */
3052 void scheduler_tick(void)
3053 {
3054         int cpu = smp_processor_id();
3055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3056         struct task_struct *curr = rq->curr;
3057         struct rq_flags rf;
3058
3059         sched_clock_tick();
3060
3061         rq_lock(rq, &rf);
3062
3063         update_rq_clock(rq);
3064         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3065         cpu_load_update_active(rq);
3066         calc_global_load_tick(rq);
3067         psi_task_tick(rq);
3068
3069         rq_unlock(rq, &rf);
3070
3071         perf_event_task_tick();
3072
3073 #ifdef CONFIG_SMP
3074         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3075         trigger_load_balance(rq);
3076 #endif
3077 }
3078
3079 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3080
3081 struct tick_work {
3082         int                     cpu;
3083         struct delayed_work     work;
3084 };
3085
3086 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3087
3088 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3089 {
3090         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3091         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3092         int cpu = twork->cpu;
3093         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3094         struct task_struct *curr;
3095         struct rq_flags rf;
3096         u64 delta;
3097
3098         /*
3099          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3100          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3101          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3102          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3103          * of when exactly it is running.
3104          */
3105         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3106                 goto out_requeue;
3107
3108         rq_lock_irq(rq, &rf);
3109         curr = rq->curr;
3110         if (is_idle_task(curr))
3111                 goto out_unlock;
3112
3113         update_rq_clock(rq);
3114         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3115
3116         /*
3117          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3118          * amount of time.
3119          */
3120         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3121         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3122
3123 out_unlock:
3124         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3125
3126 out_requeue:
3127         /*
3128          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3129          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3130          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3131          */
3132         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3133 }
3134
3135 static void sched_tick_start(int cpu)
3136 {
3137         struct tick_work *twork;
3138
3139         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3140                 return;
3141
3142         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3143
3144         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3145         twork->cpu = cpu;
3146         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3147         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3148 }
3149
3150 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3151 static void sched_tick_stop(int cpu)
3152 {
3153         struct tick_work *twork;
3154
3155         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3156                 return;
3157
3158         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3159
3160         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3161         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3162 }
3163 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3164
3165 int __init sched_tick_offload_init(void)
3166 {
3167         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3168         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3169
3170         return 0;
3171 }
3172
3173 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3174 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3175 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3176 #endif
3177
3178 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3179                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3180 /*
3181  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3182  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3183  */
3184 static inline void preempt_latency_start(int val)
3185 {
3186         if (preempt_count() == val) {
3187                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3188 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3189                 current->preempt_disable_ip = ip;
3190 #endif
3191                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3192         }
3193 }
3194
3195 void preempt_count_add(int val)
3196 {
3197 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3198         /*
3199          * Underflow?
3200          */
3201         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3202                 return;
3203 #endif
3204         __preempt_count_add(val);
3205 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3206         /*
3207          * Spinlock count overflowing soon?
3208          */
3209         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3210                                 PREEMPT_MASK - 10);
3211 #endif
3212         preempt_latency_start(val);
3213 }
3214 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3215 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3216
3217 /*
3218  * If the value passed in equals to the current preempt count
3219  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3220  */
3221 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3222 {
3223         if (preempt_count() == val)
3224                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3225 }
3226
3227 void preempt_count_sub(int val)
3228 {
3229 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3230         /*
3231          * Underflow?
3232          */
3233         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3234                 return;
3235         /*
3236          * Is the spinlock portion underflowing?
3237          */
3238         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3239                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3240                 return;
3241 #endif
3242
3243         preempt_latency_stop(val);
3244         __preempt_count_sub(val);
3245 }
3246 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3247 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3248
3249 #else
3250 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3251 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3252 #endif
3253
3254 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3255 {
3256 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3257         return p->preempt_disable_ip;
3258 #else
3259         return 0;
3260 #endif
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Print scheduling while atomic bug:
3265  */
3266 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3267 {
3268         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3269         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3270
3271         if (oops_in_progress)
3272                 return;
3273
3274         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3275                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3276
3277         debug_show_held_locks(prev);
3278         print_modules();
3279         if (irqs_disabled())
3280                 print_irqtrace_events(prev);
3281         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3282             && in_atomic_preempt_off()) {
3283                 pr_err("Preemption disabled at:");
3284                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3285                 pr_cont("\n");
3286         }
3287         if (panic_on_warn)
3288                 panic("scheduling while atomic\n");
3289
3290         dump_stack();
3291         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3292 }
3293
3294 /*
3295  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3296  */
3297 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3298 {
3299 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3300         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3301                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3302 #endif
3303
3304         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3305                 __schedule_bug(prev);
3306                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3307         }
3308         rcu_sleep_check();
3309
3310         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3311
3312         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3313 }
3314
3315 /*
3316  * Pick up the highest-prio task:
3317  */
3318 static inline struct task_struct *
3319 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3320 {
3321         const struct sched_class *class;
3322         struct task_struct *p;
3323
3324         /*
3325          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3326          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3327          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3328          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3329          */
3330         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3331                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3332                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3333
3334                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3335                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3336                         goto again;
3337
3338                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3339                 if (unlikely(!p))
3340                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3341
3342                 return p;
3343         }
3344
3345 again:
3346         for_each_class(class) {
3347                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3348                 if (p) {
3349                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3350                                 goto again;
3351                         return p;
3352                 }
3353         }
3354
3355         /* The idle class should always have a runnable task: */
3356         BUG();
3357 }
3358
3359 /*
3360  * __schedule() is the main scheduler function.
3361  *
3362  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3363  *
3364  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3365  *
3366  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3367  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3368  *
3369  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3370  *      interrupt handler scheduler_tick().
3371  *
3372  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3373  *      task to the run-queue and that's it.
3374  *
3375  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3376  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3377  *      called on the nearest possible occasion:
3378  *
3379  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3380  *
3381  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3382  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3383  *           spin_unlock()!)
3384  *
3385  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3386  *           preemptible context
3387  *
3388  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3389  *         then at the next:
3390  *
3391  *          - cond_resched() call
3392  *          - explicit schedule() call
3393  *          - return from syscall or exception to user-space
3394  *          - return from interrupt-handler to user-space
3395  *
3396  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3397  */
3398 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3399 {
3400         struct task_struct *prev, *next;
3401         unsigned long *switch_count;
3402         struct rq_flags rf;
3403         struct rq *rq;
3404         int cpu;
3405
3406         cpu = smp_processor_id();
3407         rq = cpu_rq(cpu);
3408         prev = rq->curr;
3409
3410         schedule_debug(prev);
3411
3412         if (sched_feat(HRTICK))
3413                 hrtick_clear(rq);
3414
3415         local_irq_disable();
3416         rcu_note_context_switch(preempt);
3417
3418         /*
3419          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3420          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3421          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3422          *
3423          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3424          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3425          */
3426         rq_lock(rq, &rf);
3427         smp_mb__after_spinlock();
3428
3429         /* Promote REQ to ACT */
3430         rq->clock_update_flags <<= 1;
3431         update_rq_clock(rq);
3432
3433         switch_count = &prev->nivcsw;
3434         if (!preempt && prev->state) {
3435                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
3436                         prev->state = TASK_RUNNING;
3437                 } else {
3438                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3439                         prev->on_rq = 0;
3440
3441                         if (prev->in_iowait) {
3442                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3443                                 delayacct_blkio_start();
3444                         }
3445
3446                         /*
3447                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3448                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3449                          * concurrency.
3450                          */
3451                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3452                                 struct task_struct *to_wakeup;
3453
3454                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3455                                 if (to_wakeup)
3456                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3457                         }
3458                 }