sched/core: Add missing update_rq_clock() in detach_task_cfs_rq()
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/kasan.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/context_tracking.h>
75 #include <linux/compiler.h>
76 #include <linux/frame.h>
77 #include <linux/prefetch.h>
78 #include <linux/mutex.h>
79
80 #include <asm/switch_to.h>
81 #include <asm/tlb.h>
82 #include <asm/irq_regs.h>
83 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
84 #include <asm/paravirt.h>
85 #endif
86
87 #include "sched.h"
88 #include "../workqueue_internal.h"
89 #include "../smpboot.h"
90
91 #define CREATE_TRACE_POINTS
92 #include <trace/events/sched.h>
93
94 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
95 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
96
97 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
98
99 void update_rq_clock(struct rq *rq)
100 {
101         s64 delta;
102
103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
104
105         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
106                 return;
107
108         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
109         if (delta < 0)
110                 return;
111         rq->clock += delta;
112         update_rq_clock_task(rq, delta);
113 }
114
115 /*
116  * Debugging: various feature bits
117  */
118
119 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
120         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
121
122 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
123 #include "features.h"
124         0;
125
126 #undef SCHED_FEAT
127
128 /*
129  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
130  * Limited because this is done with IRQs disabled.
131  */
132 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
133
134 /*
135  * period over which we average the RT time consumption, measured
136  * in ms.
137  *
138  * default: 1s
139  */
140 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
141
142 /*
143  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
144  * default: 1s
145  */
146 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
147
148 __read_mostly int scheduler_running;
149
150 /*
151  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
152  * default: 0.95s
153  */
154 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
155
156 /* cpus with isolated domains */
157 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
158
159 /*
160  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
161  */
162 static struct rq *this_rq_lock(void)
163         __acquires(rq->lock)
164 {
165         struct rq *rq;
166
167         local_irq_disable();
168         rq = this_rq();
169         raw_spin_lock(&rq->lock);
170
171         return rq;
172 }
173
174 /*
175  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
176  */
177 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
178         __acquires(rq->lock)
179 {
180         struct rq *rq;
181
182         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
183
184         for (;;) {
185                 rq = task_rq(p);
186                 raw_spin_lock(&rq->lock);
187                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
188                         rq_pin_lock(rq, rf);
189                         return rq;
190                 }
191                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
192
193                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
194                         cpu_relax();
195         }
196 }
197
198 /*
199  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
200  */
201 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
202         __acquires(p->pi_lock)
203         __acquires(rq->lock)
204 {
205         struct rq *rq;
206
207         for (;;) {
208                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
209                 rq = task_rq(p);
210                 raw_spin_lock(&rq->lock);
211                 /*
212                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
213                  *
214                  *      ACQUIRE (rq->lock)
215                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
216                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
217                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
218                  *                                      [L] ->on_rq
219                  *      RELEASE (rq->lock)
220                  *
221                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
222                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
223                  *
224                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
225                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
226                  */
227                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
228                         rq_pin_lock(rq, rf);
229                         return rq;
230                 }
231                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
233
234                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
235                         cpu_relax();
236         }
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
240 /*
241  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
242  */
243
244 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
245 {
246         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
247                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
248 }
249
250 /*
251  * High-resolution timer tick.
252  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
253  */
254 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
255 {
256         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
257
258         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
259
260         raw_spin_lock(&rq->lock);
261         update_rq_clock(rq);
262         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
263         raw_spin_unlock(&rq->lock);
264
265         return HRTIMER_NORESTART;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_SMP
269
270 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
271 {
272         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
273
274         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
275 }
276
277 /*
278  * called from hardirq (IPI) context
279  */
280 static void __hrtick_start(void *arg)
281 {
282         struct rq *rq = arg;
283
284         raw_spin_lock(&rq->lock);
285         __hrtick_restart(rq);
286         rq->hrtick_csd_pending = 0;
287         raw_spin_unlock(&rq->lock);
288 }
289
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         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
298         ktime_t time;
299         s64 delta;
300
301         /*
302          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
303          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
304          */
305         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
306         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
307
308         hrtimer_set_expires(timer, time);
309
310         if (rq == this_rq()) {
311                 __hrtick_restart(rq);
312         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
313                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
314                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
315         }
316 }
317
318 #else
319 /*
320  * Called to set the hrtick timer state.
321  *
322  * called with rq->lock held and irqs disabled
323  */
324 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
325 {
326         /*
327          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
328          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
329          */
330         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
331         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
332                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
333 }
334 #endif /* CONFIG_SMP */
335
336 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
337 {
338 #ifdef CONFIG_SMP
339         rq->hrtick_csd_pending = 0;
340
341         rq->hrtick_csd.flags = 0;
342         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
343         rq->hrtick_csd.info = rq;
344 #endif
345
346         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
347         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
348 }
349 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
350 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
351 {
352 }
353
354 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
355 {
356 }
357 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
358
359 /*
360  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
361  */
362 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
363         ({                                                              \
364                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
365                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
366                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
367                                                                         \
368                 for (;;) {                                              \
369                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
370                         if (_old == _val)                               \
371                                 break;                                  \
372                         _val = _old;                                    \
373                 }                                                       \
374         _old;                                                           \
375 })
376
377 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
378 /*
379  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
380  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
381  * spurious IPIs.
382  */
383 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
387 }
388
389 /*
390  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
391  *
392  * If this returns true, then the idle task promises to call
393  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
394  */
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
398         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
399
400         for (;;) {
401                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
402                         return false;
403                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
404                         return true;
405                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
406                 if (old == val)
407                         break;
408                 val = old;
409         }
410         return true;
411 }
412
413 #else
414 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
415 {
416         set_tsk_need_resched(p);
417         return true;
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         return false;
424 }
425 #endif
426 #endif
427
428 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
429 {
430         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
431
432         /*
433          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
434          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
435          * wakeup due to that.
436          *
437          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
438          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
439          */
440         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
441                 return;
442
443         get_task_struct(task);
444
445         /*
446          * The head is context local, there can be no concurrency.
447          */
448         *head->lastp = node;
449         head->lastp = &node->next;
450 }
451
452 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
453 {
454         struct wake_q_node *node = head->first;
455
456         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
457                 struct task_struct *task;
458
459                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
460                 BUG_ON(!task);
461                 /* task can safely be re-inserted now */
462                 node = node->next;
463                 task->wake_q.next = NULL;
464
465                 /*
466                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
467                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
468                  */
469                 wake_up_process(task);
470                 put_task_struct(task);
471         }
472 }
473
474 /*
475  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
476  *
477  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
478  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
479  * the target CPU.
480  */
481 void resched_curr(struct rq *rq)
482 {
483         struct task_struct *curr = rq->curr;
484         int cpu;
485
486         lockdep_assert_held(&rq->lock);
487
488         if (test_tsk_need_resched(curr))
489                 return;
490
491         cpu = cpu_of(rq);
492
493         if (cpu == smp_processor_id()) {
494                 set_tsk_need_resched(curr);
495                 set_preempt_need_resched();
496                 return;
497         }
498
499         if (set_nr_and_not_polling(curr))
500                 smp_send_reschedule(cpu);
501         else
502                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
503 }
504
505 void resched_cpu(int cpu)
506 {
507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
508         unsigned long flags;
509
510         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
511                 return;
512         resched_curr(rq);
513         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_SMP
517 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
518 /*
519  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
520  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
521  *
522  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
523  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
524  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
525  */
526 int get_nohz_timer_target(void)
527 {
528         int i, cpu = smp_processor_id();
529         struct sched_domain *sd;
530
531         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
532                 return cpu;
533
534         rcu_read_lock();
535         for_each_domain(cpu, sd) {
536                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
537                         if (cpu == i)
538                                 continue;
539
540                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
541                                 cpu = i;
542                                 goto unlock;
543                         }
544                 }
545         }
546
547         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
548                 cpu = housekeeping_any_cpu();
549 unlock:
550         rcu_read_unlock();
551         return cpu;
552 }
553 /*
554  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
555  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
556  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
557  * idle system the next event might even be infinite time into the
558  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
559  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
560  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
561  * wheel for the next timer event.
562  */
563 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
564 {
565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
566
567         if (cpu == smp_processor_id())
568                 return;
569
570         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
571                 smp_send_reschedule(cpu);
572         else
573                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
574 }
575
576 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         /*
579          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
580          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
581          * If needed we can still optimize that later with an
582          * empty IRQ.
583          */
584         if (cpu_is_offline(cpu))
585                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
586         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
587                 if (cpu != smp_processor_id() ||
588                     tick_nohz_tick_stopped())
589                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
590                 return true;
591         }
592
593         return false;
594 }
595
596 /*
597  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
598  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
599  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
600  */
601 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
602 {
603         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
604                 wake_up_idle_cpu(cpu);
605 }
606
607 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
608 {
609         int cpu = smp_processor_id();
610
611         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
612                 return false;
613
614         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
615                 return true;
616
617         /*
618          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
619          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
620          */
621         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
622         return false;
623 }
624
625 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
626
627 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
628 {
629         return false;
630 }
631
632 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
633
634 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
635 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
636 {
637         int fifo_nr_running;
638
639         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
640         if (rq->dl.dl_nr_running)
641                 return false;
642
643         /*
644          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
645          * actual RR behaviour.
646          */
647         if (rq->rt.rr_nr_running) {
648                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
649                         return true;
650                 else
651                         return false;
652         }
653
654         /*
655          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
656          * forced preemption between FIFO tasks.
657          */
658         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
659         if (fifo_nr_running)
660                 return true;
661
662         /*
663          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
664          * if there's more than one we need the tick for involuntary
665          * preemption.
666          */
667         if (rq->nr_running > 1)
668                 return false;
669
670         return true;
671 }
672 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
673
674 void sched_avg_update(struct rq *rq)
675 {
676         s64 period = sched_avg_period();
677
678         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
679                 /*
680                  * Inline assembly required to prevent the compiler
681                  * optimising this loop into a divmod call.
682                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
683                  */
684                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
685                 rq->age_stamp += period;
686                 rq->rt_avg /= 2;
687         }
688 }
689
690 #endif /* CONFIG_SMP */
691
692 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
693                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
694 /*
695  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
696  * node and @up when leaving it for the final time.
697  *
698  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
699  */
700 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
701                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
702 {
703         struct task_group *parent, *child;
704         int ret;
705
706         parent = from;
707
708 down:
709         ret = (*down)(parent, data);
710         if (ret)
711                 goto out;
712         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
713                 parent = child;
714                 goto down;
715
716 up:
717                 continue;
718         }
719         ret = (*up)(parent, data);
720         if (ret || parent == from)
721                 goto out;
722
723         child = parent;
724         parent = parent->parent;
725         if (parent)
726                 goto up;
727 out:
728         return ret;
729 }
730
731 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
732 {
733         return 0;
734 }
735 #endif
736
737 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
738 {
739         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
740         struct load_weight *load = &p->se.load;
741
742         /*
743          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
744          */
745         if (idle_policy(p->policy)) {
746                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
747                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
748                 return;
749         }
750
751         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
752         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
753 }
754
755 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
756 {
757         update_rq_clock(rq);
758         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
759                 sched_info_queued(rq, p);
760         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
761 }
762
763 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         update_rq_clock(rq);
766         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
767                 sched_info_dequeued(rq, p);
768         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
769 }
770
771 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
772 {
773         if (task_contributes_to_load(p))
774                 rq->nr_uninterruptible--;
775
776         enqueue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
780 {
781         if (task_contributes_to_load(p))
782                 rq->nr_uninterruptible++;
783
784         dequeue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
788 {
789 /*
790  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
791  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
792  */
793 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
794         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
795 #endif
796 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
797         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
798
799         /*
800          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
801          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
802          * {soft,}irq region.
803          *
804          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
805          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
806          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
807          * monotonic.
808          *
809          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
810          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
811          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
812          * atomic ops.
813          */
814         if (irq_delta > delta)
815                 irq_delta = delta;
816
817         rq->prev_irq_time += irq_delta;
818         delta -= irq_delta;
819 #endif
820 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
821         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
822                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
823                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
824
825                 if (unlikely(steal > delta))
826                         steal = delta;
827
828                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
829                 delta -= steal;
830         }
831 #endif
832
833         rq->clock_task += delta;
834
835 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
836         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
837                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
838 #endif
839 }
840
841 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
842 {
843         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
844         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
845
846         if (stop) {
847                 /*
848                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
849                  * userspace knows about and won't get confused about.
850                  *
851                  * Also, it will make PI more or less work without too
852                  * much confusion -- but then, stop work should not
853                  * rely on PI working anyway.
854                  */
855                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
856
857                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
858         }
859
860         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
861
862         if (old_stop) {
863                 /*
864                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
865                  * it can die in pieces.
866                  */
867                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
868         }
869 }
870
871 /*
872  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
873  */
874 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
875 {
876         return p->static_prio;
877 }
878
879 /*
880  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
881  * without taking RT-inheritance into account. Might be
882  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
883  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
884  * estimator recalculates.
885  */
886 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
887 {
888         int prio;
889
890         if (task_has_dl_policy(p))
891                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
892         else if (task_has_rt_policy(p))
893                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
894         else
895                 prio = __normal_prio(p);
896         return prio;
897 }
898
899 /*
900  * Calculate the current priority, i.e. the priority
901  * taken into account by the scheduler. This value might
902  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
903  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
904  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
905  */
906 static int effective_prio(struct task_struct *p)
907 {
908         p->normal_prio = normal_prio(p);
909         /*
910          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
911          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
912          * to the normal priority:
913          */
914         if (!rt_prio(p->prio))
915                 return p->normal_prio;
916         return p->prio;
917 }
918
919 /**
920  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
921  * @p: the task in question.
922  *
923  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
924  */
925 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
926 {
927         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
928 }
929
930 /*
931  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
932  * use the balance_callback list if you want balancing.
933  *
934  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
935  * balance_callback().
936  */
937 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
938                                        const struct sched_class *prev_class,
939                                        int oldprio)
940 {
941         if (prev_class != p->sched_class) {
942                 if (prev_class->switched_from)
943                         prev_class->switched_from(rq, p);
944
945                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
946         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
947                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
948 }
949
950 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
951 {
952         const struct sched_class *class;
953
954         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
955                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
956         } else {
957                 for_each_class(class) {
958                         if (class == rq->curr->sched_class)
959                                 break;
960                         if (class == p->sched_class) {
961                                 resched_curr(rq);
962                                 break;
963                         }
964                 }
965         }
966
967         /*
968          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
969          * this case, we can save a useless back to back clock update.
970          */
971         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
972                 rq_clock_skip_update(rq, true);
973 }
974
975 #ifdef CONFIG_SMP
976 /*
977  * This is how migration works:
978  *
979  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
980  *    stop_one_cpu().
981  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
982  *    off the CPU)
983  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
984  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
985  *    it and puts it into the right queue.
986  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
987  *    is done.
988  */
989
990 /*
991  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
992  *
993  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
994  */
995 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
996 {
997         lockdep_assert_held(&rq->lock);
998
999         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1000         dequeue_task(rq, p, 0);
1001         set_task_cpu(p, new_cpu);
1002         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1003
1004         rq = cpu_rq(new_cpu);
1005
1006         raw_spin_lock(&rq->lock);
1007         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1008         enqueue_task(rq, p, 0);
1009         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1010         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1011
1012         return rq;
1013 }
1014
1015 struct migration_arg {
1016         struct task_struct *task;
1017         int dest_cpu;
1018 };
1019
1020 /*
1021  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1022  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1023  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1024  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1025  *
1026  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1027  * as the task is no longer on this CPU.
1028  */
1029 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1030 {
1031         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1032                 return rq;
1033
1034         /* Affinity changed (again). */
1035         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1036                 return rq;
1037
1038         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1039
1040         return rq;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1045  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1046  * 'pushing' onto another runqueue.
1047  */
1048 static int migration_cpu_stop(void *data)
1049 {
1050         struct migration_arg *arg = data;
1051         struct task_struct *p = arg->task;
1052         struct rq *rq = this_rq();
1053
1054         /*
1055          * The original target cpu might have gone down and we might
1056          * be on another cpu but it doesn't matter.
1057          */
1058         local_irq_disable();
1059         /*
1060          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1061          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1062          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1063          */
1064         sched_ttwu_pending();
1065
1066         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1067         raw_spin_lock(&rq->lock);
1068         /*
1069          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1070          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1071          * we're holding p->pi_lock.
1072          */
1073         if (task_rq(p) == rq) {
1074                 if (task_on_rq_queued(p))
1075                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1076                 else
1077                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1078         }
1079         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1080         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1081
1082         local_irq_enable();
1083         return 0;
1084 }
1085
1086 /*
1087  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1088  * actually call this function.
1089  */
1090 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1091 {
1092         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1093         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1094 }
1095
1096 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1097 {
1098         struct rq *rq = task_rq(p);
1099         bool queued, running;
1100
1101         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1102
1103         queued = task_on_rq_queued(p);
1104         running = task_current(rq, p);
1105
1106         if (queued) {
1107                 /*
1108                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1109                  * holding rq->lock.
1110                  */
1111                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1112                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1113         }
1114         if (running)
1115                 put_prev_task(rq, p);
1116
1117         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1118
1119         if (queued)
1120                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1121         if (running)
1122                 set_curr_task(rq, p);
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1127  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1128  * is removed from the allowed bitmask.
1129  *
1130  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1131  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1132  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1133  */
1134 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1135                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1136 {
1137         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1138         unsigned int dest_cpu;
1139         struct rq_flags rf;
1140         struct rq *rq;
1141         int ret = 0;
1142
1143         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1144
1145         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1146                 /*
1147                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1148                  */
1149                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1154          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1155          */
1156         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1157                 ret = -EINVAL;
1158                 goto out;
1159         }
1160
1161         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1162                 goto out;
1163
1164         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1165                 ret = -EINVAL;
1166                 goto out;
1167         }
1168
1169         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1170
1171         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1172                 /*
1173                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1174                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1175                  */
1176                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1177                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1178                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1179         }
1180
1181         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1182         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1183                 goto out;
1184
1185         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1186         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1187                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1188                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1189                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1190                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1191                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1192                 return 0;
1193         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1194                 /*
1195                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1196                  * afterwards anyway.
1197                  */
1198                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1199                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1200                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1201         }
1202 out:
1203         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1204
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1209 {
1210         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1211 }
1212 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1213
1214 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1215 {
1216 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1217         /*
1218          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1219          * ttwu() will sort out the placement.
1220          */
1221         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1222                         !p->on_rq);
1223
1224         /*
1225          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1226          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1227          * time relying on p->on_rq.
1228          */
1229         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1230                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1231                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1232
1233 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1234         /*
1235          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1236          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1237          *
1238          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1239          * see task_group().
1240          *
1241          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1242          * task_rq_lock().
1243          */
1244         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1245                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1246 #endif
1247 #endif
1248
1249         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1250
1251         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1252                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1253                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1254                 p->se.nr_migrations++;
1255                 perf_event_task_migrate(p);
1256         }
1257
1258         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1259 }
1260
1261 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1262 {
1263         if (task_on_rq_queued(p)) {
1264                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1265
1266                 src_rq = task_rq(p);
1267                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1268
1269                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1270                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1271                 set_task_cpu(p, cpu);
1272                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1273                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1274                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1275         } else {
1276                 /*
1277                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1278                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1279                  * previous cpu our target instead of where it really is.
1280                  */
1281                 p->wake_cpu = cpu;
1282         }
1283 }
1284
1285 struct migration_swap_arg {
1286         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1287         int src_cpu, dst_cpu;
1288 };
1289
1290 static int migrate_swap_stop(void *data)
1291 {
1292         struct migration_swap_arg *arg = data;
1293         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1294         int ret = -EAGAIN;
1295
1296         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1297                 return -EAGAIN;
1298
1299         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1300         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1301
1302         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1303                         &arg->dst_task->pi_lock);
1304         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1305
1306         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1307                 goto unlock;
1308
1309         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1310                 goto unlock;
1311
1312         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1313                 goto unlock;
1314
1315         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1316                 goto unlock;
1317
1318         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1319         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1320
1321         ret = 0;
1322
1323 unlock:
1324         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1325         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1326         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1327
1328         return ret;
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Cross migrate two tasks
1333  */
1334 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1335 {
1336         struct migration_swap_arg arg;
1337         int ret = -EINVAL;
1338
1339         arg = (struct migration_swap_arg){
1340                 .src_task = cur,
1341                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1342                 .dst_task = p,
1343                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1344         };
1345
1346         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1347                 goto out;
1348
1349         /*
1350          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1351          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1352          */
1353         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1354                 goto out;
1355
1356         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1357                 goto out;
1358
1359         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1360                 goto out;
1361
1362         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1363         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1364
1365 out:
1366         return ret;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1371  *
1372  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1373  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1374  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1375  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1376  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1377  * @p has remained unscheduled the whole time.
1378  *
1379  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1380  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1381  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1382  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1383  * waiting to become inactive.
1384  */
1385 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1386 {
1387         int running, queued;
1388         struct rq_flags rf;
1389         unsigned long ncsw;
1390         struct rq *rq;
1391
1392         for (;;) {
1393                 /*
1394                  * We do the initial early heuristics without holding
1395                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1396                  * the runqueue lock when things look like they will
1397                  * work out!
1398                  */
1399                 rq = task_rq(p);
1400
1401                 /*
1402                  * If the task is actively running on another CPU
1403                  * still, just relax and busy-wait without holding
1404                  * any locks.
1405                  *
1406                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1407                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1408                  * But we don't care, since "task_running()" will
1409                  * return false if the runqueue has changed and p
1410                  * is actually now running somewhere else!
1411                  */
1412                 while (task_running(rq, p)) {
1413                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1414                                 return 0;
1415                         cpu_relax();
1416                 }
1417
1418                 /*
1419                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1420                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1421                  * just go back and repeat.
1422                  */
1423                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1424                 trace_sched_wait_task(p);
1425                 running = task_running(rq, p);
1426                 queued = task_on_rq_queued(p);
1427                 ncsw = 0;
1428                 if (!match_state || p->state == match_state)
1429                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1430                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1431
1432                 /*
1433                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1434                  */
1435                 if (unlikely(!ncsw))
1436                         break;
1437
1438                 /*
1439                  * Was it really running after all now that we
1440                  * checked with the proper locks actually held?
1441                  *
1442                  * Oops. Go back and try again..
1443                  */
1444                 if (unlikely(running)) {
1445                         cpu_relax();
1446                         continue;
1447                 }
1448
1449                 /*
1450                  * It's not enough that it's not actively running,
1451                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1452                  * preempted!
1453                  *
1454                  * So if it was still runnable (but just not actively
1455                  * running right now), it's preempted, and we should
1456                  * yield - it could be a while.
1457                  */
1458                 if (unlikely(queued)) {
1459                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1460
1461                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1462                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1463                         continue;
1464                 }
1465
1466                 /*
1467                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1468                  * runnable, which means that it will never become
1469                  * running in the future either. We're all done!
1470                  */
1471                 break;
1472         }
1473
1474         return ncsw;
1475 }
1476
1477 /***
1478  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1479  * @p: the to-be-kicked thread
1480  *
1481  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1482  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1483  *
1484  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1485  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1486  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1487  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1488  * achieved as well.
1489  */
1490 void kick_process(struct task_struct *p)
1491 {
1492         int cpu;
1493
1494         preempt_disable();
1495         cpu = task_cpu(p);
1496         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1497                 smp_send_reschedule(cpu);
1498         preempt_enable();
1499 }
1500 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1501
1502 /*
1503  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1504  *
1505  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1506  *
1507  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1508  *
1509  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1510  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1511  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1512  *    see it.
1513  *
1514  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1515  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1516  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1517  *    off.
1518  *
1519  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1520  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1521  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1522  * to satisfy the above rules.
1523  */
1524 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1525 {
1526         int nid = cpu_to_node(cpu);
1527         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1528         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1529         int dest_cpu;
1530
1531         /*
1532          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1533          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1534          * select the cpu on the other node.
1535          */
1536         if (nid != -1) {
1537                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1538
1539                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1540                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1541                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1542                                 continue;
1543                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1544                                 return dest_cpu;
1545                 }
1546         }
1547
1548         for (;;) {
1549                 /* Any allowed, online CPU? */
1550                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1551                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1552                                 continue;
1553                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1554                                 continue;
1555                         goto out;
1556                 }
1557
1558                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1559                 switch (state) {
1560                 case cpuset:
1561                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1562                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1563                                 state = possible;
1564                                 break;
1565                         }
1566                         /* fall-through */
1567                 case possible:
1568                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1569                         state = fail;
1570                         break;
1571
1572                 case fail:
1573                         BUG();
1574                         break;
1575                 }
1576         }
1577
1578 out:
1579         if (state != cpuset) {
1580                 /*
1581                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1582                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1583                  * leave kernel.
1584                  */
1585                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1586                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1587                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1588                 }
1589         }
1590
1591         return dest_cpu;
1592 }
1593
1594 /*
1595  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1596  */
1597 static inline
1598 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1599 {
1600         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1601
1602         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1603                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1604         else
1605                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1606
1607         /*
1608          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1609          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1610          * cpu.
1611          *
1612          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1613          *
1614          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1615          *   not worry about this generic constraint ]
1616          */
1617         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1618                      !cpu_online(cpu)))
1619                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1620
1621         return cpu;
1622 }
1623
1624 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1625 {
1626         s64 diff = sample - *avg;
1627         *avg += diff >> 3;
1628 }
1629
1630 #else
1631
1632 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1633                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1634 {
1635         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1636 }
1637
1638 #endif /* CONFIG_SMP */
1639
1640 static void
1641 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1642 {
1643         struct rq *rq;
1644
1645         if (!schedstat_enabled())
1646                 return;
1647
1648         rq = this_rq();
1649
1650 #ifdef CONFIG_SMP
1651         if (cpu == rq->cpu) {
1652                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1653                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1654         } else {
1655                 struct sched_domain *sd;
1656
1657                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1658                 rcu_read_lock();
1659                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1660                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1661                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1662                                 break;
1663                         }
1664                 }
1665                 rcu_read_unlock();
1666         }
1667
1668         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1669                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1670 #endif /* CONFIG_SMP */
1671
1672         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1673         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1674
1675         if (wake_flags & WF_SYNC)
1676                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1677 }
1678
1679 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1680 {
1681         activate_task(rq, p, en_flags);
1682         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1683
1684         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1685         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1686                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1687 }
1688
1689 /*
1690  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1691  */
1692 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1693                            struct rq_flags *rf)
1694 {
1695         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1696         p->state = TASK_RUNNING;
1697         trace_sched_wakeup(p);
1698
1699 #ifdef CONFIG_SMP
1700         if (p->sched_class->task_woken) {
1701                 /*
1702                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1703                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1704                  */
1705                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1706                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1707                 rq_repin_lock(rq, rf);
1708         }
1709
1710         if (rq->idle_stamp) {
1711                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1712                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1713
1714                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1715
1716                 if (rq->avg_idle > max)
1717                         rq->avg_idle = max;
1718
1719                 rq->idle_stamp = 0;
1720         }
1721 #endif
1722 }
1723
1724 static void
1725 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1726                  struct rq_flags *rf)
1727 {
1728         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1729
1730         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1731
1732 #ifdef CONFIG_SMP
1733         if (p->sched_contributes_to_load)
1734                 rq->nr_uninterruptible--;
1735
1736         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1737                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1738 #endif
1739
1740         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1741         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1742 }
1743
1744 /*
1745  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1746  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1747  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1748  * the task is still ->on_rq.
1749  */
1750 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1751 {
1752         struct rq_flags rf;
1753         struct rq *rq;
1754         int ret = 0;
1755
1756         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1757         if (task_on_rq_queued(p)) {
1758                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1759                 update_rq_clock(rq);
1760                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1761                 ret = 1;
1762         }
1763         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1764
1765         return ret;
1766 }
1767
1768 #ifdef CONFIG_SMP
1769 void sched_ttwu_pending(void)
1770 {
1771         struct rq *rq = this_rq();
1772         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1773         struct task_struct *p;
1774         unsigned long flags;
1775         struct rq_flags rf;
1776
1777         if (!llist)
1778                 return;
1779
1780         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1781         rq_pin_lock(rq, &rf);
1782
1783         while (llist) {
1784                 int wake_flags = 0;
1785
1786                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1787                 llist = llist_next(llist);
1788
1789                 if (p->sched_remote_wakeup)
1790                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1791
1792                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1793         }
1794
1795         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1796         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1797 }
1798
1799 void scheduler_ipi(void)
1800 {
1801         /*
1802          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1803          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1804          * this IPI.
1805          */
1806         preempt_fold_need_resched();
1807
1808         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1809                 return;
1810
1811         /*
1812          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1813          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1814          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1815          * we do call them.
1816          *
1817          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1818          * properly.
1819          *
1820          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1821          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1822          * somewhat pessimize the simple resched case.
1823          */
1824         irq_enter();
1825         sched_ttwu_pending();
1826
1827         /*
1828          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1829          */
1830         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1831                 this_rq()->idle_balance = 1;
1832                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1833         }
1834         irq_exit();
1835 }
1836
1837 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1838 {
1839         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1840
1841         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1842
1843         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1844                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1845                         smp_send_reschedule(cpu);
1846                 else
1847                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1848         }
1849 }
1850
1851 void wake_up_if_idle(int cpu)
1852 {
1853         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1854         unsigned long flags;
1855
1856         rcu_read_lock();
1857
1858         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1859                 goto out;
1860
1861         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1862                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1863         } else {
1864                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1865                 if (is_idle_task(rq->curr))
1866                         smp_send_reschedule(cpu);
1867                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1868                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1869         }
1870
1871 out:
1872         rcu_read_unlock();
1873 }
1874
1875 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1876 {
1877         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1878 }
1879 #endif /* CONFIG_SMP */
1880
1881 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1882 {
1883         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1884         struct rq_flags rf;
1885
1886 #if defined(CONFIG_SMP)
1887         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1888                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1889                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1890                 return;
1891         }
1892 #endif
1893
1894         raw_spin_lock(&rq->lock);
1895         rq_pin_lock(rq, &rf);
1896         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1897         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1898         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1903  *
1904  *  MIGRATION
1905  *
1906  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1907  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1908  * execution on its new cpu [c1].
1909  *
1910  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1911  *
1912  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1913  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1914  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1915  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1916  *
1917  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1918  * Note: we only require RCpc transitivity.
1919  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1920  *
1921  * Example:
1922  *
1923  *   CPU0            CPU1            CPU2
1924  *
1925  *   LOCK rq(0)->lock
1926  *   sched-out X
1927  *   sched-in Y
1928  *   UNLOCK rq(0)->lock
1929  *
1930  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1931  *                                   dequeue X
1932  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1933  *
1934  *                                   LOCK rq(1)->lock
1935  *                                   enqueue X
1936  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1937  *
1938  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1939  *                   sched-out Z
1940  *                   sched-in X
1941  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1942  *
1943  *
1944  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1945  *
1946  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1947  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1948  * chain to provide order. Instead we do:
1949  *
1950  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1951  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1952  *
1953  * Example:
1954  *
1955  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1956  *
1957  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1958  *   dequeue X
1959  *   sched-out X
1960  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1961  *
1962  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1963  *                    X->state = WAKING
1964  *                    set_task_cpu(X,2)
1965  *
1966  *                    LOCK rq(2)->lock
1967  *                    enqueue X
1968  *                    X->state = RUNNING
1969  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1970  *
1971  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1972  *                                          sched-out Z
1973  *                                          sched-in X
1974  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1975  *
1976  *                    UNLOCK X->pi_lock
1977  *   UNLOCK rq(0)->lock
1978  *
1979  *
1980  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1981  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1982  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1983  * its wakeup.
1984  *
1985  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1986  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1987  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1988  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1989  *
1990  */
1991
1992 /**
1993  * try_to_wake_up - wake up a thread
1994  * @p: the thread to be awakened
1995  * @state: the mask of task states that can be woken
1996  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1997  *
1998  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1999  *
2000  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2001  *
2002  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2003  * set_current_state().
2004  *
2005  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2006  *         %false otherwise.
2007  */
2008 static int
2009 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2010 {
2011         unsigned long flags;
2012         int cpu, success = 0;
2013
2014         /*
2015          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2016          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2017          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2018          * set_current_state() the waiting thread does.
2019          */
2020         smp_mb__before_spinlock();
2021         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2022         if (!(p->state & state))
2023                 goto out;
2024
2025         trace_sched_waking(p);
2026
2027         success = 1; /* we're going to change ->state */
2028         cpu = task_cpu(p);
2029
2030         /*
2031          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2032          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2033          * in smp_cond_load_acquire() below.
2034          *
2035          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2036          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2037          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2038          *                              \
2039          *                               +---   RMB
2040          * schedule()                   /
2041          *       LOCK rq->lock    -----'
2042          *       UNLOCK rq->lock
2043          *
2044          * [task p]
2045          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2046          *
2047          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2048          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2049          * current.
2050          */
2051         smp_rmb();
2052         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2053                 goto stat;
2054
2055 #ifdef CONFIG_SMP
2056         /*
2057          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2058          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2059          *
2060          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2061          * from the runqueue.
2062          *
2063          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2064          *      UNLOCK rq->lock
2065          *                      RMB
2066          *      LOCK   rq->lock
2067          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2068          *
2069          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2070          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2071          * task, the second putting it to sleep.
2072          */
2073         smp_rmb();
2074
2075         /*
2076          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2077          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2078          *
2079          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2080          *
2081          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2082          * their previous state and preserve Program Order.
2083          */
2084         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2085
2086         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2087         p->state = TASK_WAKING;
2088
2089         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2090         if (task_cpu(p) != cpu) {
2091                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2092                 set_task_cpu(p, cpu);
2093         }
2094 #endif /* CONFIG_SMP */
2095
2096         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2097 stat:
2098         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2099 out:
2100         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2101
2102         return success;
2103 }
2104
2105 /**
2106  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2107  * @p: the thread to be awakened
2108  * @cookie: context's cookie for pinning
2109  *
2110  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2111  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2112  * the current task.
2113  */
2114 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2115 {
2116         struct rq *rq = task_rq(p);
2117
2118         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2119             WARN_ON_ONCE(p == current))
2120                 return;
2121
2122         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2123
2124         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2125                 /*
2126                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2127                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2128                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2129                  * not yet picked a replacement task.
2130                  */
2131                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2132                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2133                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2134                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2135                 rq_repin_lock(rq, rf);
2136         }
2137
2138         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2139                 goto out;
2140
2141         trace_sched_waking(p);
2142
2143         if (!task_on_rq_queued(p))
2144                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2145
2146         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2147         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2148 out:
2149         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2150 }
2151
2152 /**
2153  * wake_up_process - Wake up a specific process
2154  * @p: The process to be woken up.
2155  *
2156  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2157  * processes.
2158  *
2159  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2160  *
2161  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2162  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2163  */
2164 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2165 {
2166         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2167 }
2168 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2169
2170 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2171 {
2172         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2177  */
2178 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2179 {
2180         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2181
2182         dl_se->dl_runtime = 0;
2183         dl_se->dl_deadline = 0;
2184         dl_se->dl_period = 0;
2185         dl_se->flags = 0;
2186         dl_se->dl_bw = 0;
2187
2188         dl_se->dl_throttled = 0;
2189         dl_se->dl_yielded = 0;
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2194  * p is forked by current.
2195  *
2196  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2197  */
2198 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2199 {
2200         p->on_rq                        = 0;
2201
2202         p->se.on_rq                     = 0;
2203         p->se.exec_start                = 0;
2204         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2205         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2206         p->se.nr_migrations             = 0;
2207         p->se.vruntime                  = 0;
2208         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2209
2210 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2211         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2212 #endif
2213
2214 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2215         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2216         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2217 #endif
2218
2219         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2220         init_dl_task_timer(&p->dl);
2221         __dl_clear_params(p);
2222
2223         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2224         p->rt.timeout           = 0;
2225         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2226         p->rt.on_rq             = 0;
2227         p->rt.on_list           = 0;
2228
2229 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2230         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2231 #endif
2232
2233 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2234         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2235                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2236                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2237         }
2238
2239         if (clone_flags & CLONE_VM)
2240                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2241         else
2242                 p->numa_preferred_nid = -1;
2243
2244         p->node_stamp = 0ULL;
2245         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2246         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2247         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2248         p->numa_faults = NULL;
2249         p->last_task_numa_placement = 0;
2250         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2251
2252         p->numa_group = NULL;
2253 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2254 }
2255
2256 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2257
2258 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2259
2260 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2261 {
2262         if (enabled)
2263                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2264         else
2265                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2266 }
2267
2268 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2269 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2270                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2271 {
2272         struct ctl_table t;
2273         int err;
2274         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2275
2276         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2277                 return -EPERM;
2278
2279         t = *table;
2280         t.data = &state;
2281         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2282         if (err < 0)
2283                 return err;
2284         if (write)
2285                 set_numabalancing_state(state);
2286         return err;
2287 }
2288 #endif
2289 #endif
2290
2291 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2292
2293 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2294 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2295
2296 static void set_schedstats(bool enabled)
2297 {
2298         if (enabled)
2299                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2300         else
2301                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2302 }
2303
2304 void force_schedstat_enabled(void)
2305 {
2306         if (!schedstat_enabled()) {
2307                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2308                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2309         }
2310 }
2311
2312 static int __init setup_schedstats(char *str)
2313 {
2314         int ret = 0;
2315         if (!str)
2316                 goto out;
2317
2318         /*
2319          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2320          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2321          * variable so init_schedstats() can do it later.
2322          */
2323         if (!strcmp(str, "enable")) {
2324                 __sched_schedstats = true;
2325                 ret = 1;
2326         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2327                 __sched_schedstats = false;
2328                 ret = 1;
2329         }
2330 out:
2331         if (!ret)
2332                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2333
2334         return ret;
2335 }
2336 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2337
2338 static void __init init_schedstats(void)
2339 {
2340         set_schedstats(__sched_schedstats);
2341 }
2342
2343 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2344 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2345                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2346 {
2347         struct ctl_table t;
2348         int err;
2349         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2350
2351         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2352                 return -EPERM;
2353
2354         t = *table;
2355         t.data = &state;
2356         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2357         if (err < 0)
2358                 return err;
2359         if (write)
2360                 set_schedstats(state);
2361         return err;
2362 }
2363 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2364 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2365 static inline void init_schedstats(void) {}
2366 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2367
2368 /*
2369  * fork()/clone()-time setup:
2370  */
2371 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2372 {
2373         unsigned long flags;
2374         int cpu = get_cpu();
2375
2376         __sched_fork(clone_flags, p);
2377         /*
2378          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2379          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2380          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2381          */
2382         p->state = TASK_NEW;
2383
2384         /*
2385          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2386          */
2387         p->prio = current->normal_prio;
2388
2389         /*
2390          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2391          */
2392         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2393                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2394                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2395                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2396                         p->rt_priority = 0;
2397                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2398                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2399
2400                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2401                 set_load_weight(p);
2402
2403                 /*
2404                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2405                  * fulfilled its duty:
2406                  */
2407                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2408         }
2409
2410         if (dl_prio(p->prio)) {
2411                 put_cpu();
2412                 return -EAGAIN;
2413         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2414                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2415         } else {
2416                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2417         }
2418
2419         init_entity_runnable_average(&p->se);
2420
2421         /*
2422          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2423          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2424          * is ran before sched_fork().
2425          *
2426          * Silence PROVE_RCU.
2427          */
2428         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2429         /*
2430          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2431          * so use __set_task_cpu().
2432          */
2433         __set_task_cpu(p, cpu);
2434         if (p->sched_class->task_fork)
2435                 p->sched_class->task_fork(p);
2436         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2437
2438 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2439         if (likely(sched_info_on()))
2440                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2441 #endif
2442 #if defined(CONFIG_SMP)
2443         p->on_cpu = 0;
2444 #endif
2445         init_task_preempt_count(p);
2446 #ifdef CONFIG_SMP
2447         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2448         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2449 #endif
2450
2451         put_cpu();
2452         return 0;
2453 }
2454
2455 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2456 {
2457         if (runtime == RUNTIME_INF)
2458                 return 1ULL << 20;
2459
2460         /*
2461          * Doing this here saves a lot of checks in all
2462          * the calling paths, and returning zero seems
2463          * safe for them anyway.
2464          */
2465         if (period == 0)
2466                 return 0;
2467
2468         return div64_u64(runtime << 20, period);
2469 }
2470
2471 #ifdef CONFIG_SMP
2472 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2473 {
2474         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2475                          "sched RCU must be held");
2476         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2477 }
2478
2479 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2480 {
2481         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2482         int cpus = 0;
2483
2484         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2485                          "sched RCU must be held");
2486         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2487                 cpus++;
2488
2489         return cpus;
2490 }
2491 #else
2492 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2493 {
2494         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2495 }
2496
2497 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2498 {
2499         return 1;
2500 }
2501 #endif
2502
2503 /*
2504  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2505  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2506  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2507  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2508  *
2509  * This function is called while holding p's rq->lock.
2510  *
2511  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2512  * __setparam_dl().
2513  */
2514 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2515                        const struct sched_attr *attr)
2516 {
2517
2518         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2519         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2520         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2521         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2522         int cpus, err = -1;
2523
2524         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2525         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2526                 return 0;
2527
2528         /*
2529          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2530          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2531          * allocated bandwidth of the container.
2532          */
2533         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2534         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2535         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2536             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2537                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2538                 err = 0;
2539         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2540                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2541                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2542                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2543                 err = 0;
2544         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2545                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2546                 err = 0;
2547         }
2548         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2549
2550         return err;
2551 }
2552
2553 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2554
2555 /*
2556  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2557  *
2558  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2559  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2560  * on the runqueue and wakes it.
2561  */
2562 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2563 {
2564         struct rq_flags rf;
2565         struct rq *rq;
2566
2567         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2568         p->state = TASK_RUNNING;
2569 #ifdef CONFIG_SMP
2570         /*
2571          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2572          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2573          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2574          *
2575          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2576          * as we're not fully set-up yet.
2577          */
2578         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2579 #endif
2580         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2581         update_rq_clock(rq);
2582         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2583
2584         activate_task(rq, p, 0);
2585         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2586         trace_sched_wakeup_new(p);
2587         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2588 #ifdef CONFIG_SMP
2589         if (p->sched_class->task_woken) {
2590                 /*
2591                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2592                  * drop it.
2593                  */
2594                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2595                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2596                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2597         }
2598 #endif
2599         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2600 }
2601
2602 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2603
2604 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2605
2606 void preempt_notifier_inc(void)
2607 {
2608         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2609 }
2610 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2611
2612 void preempt_notifier_dec(void)
2613 {
2614         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2617
2618 /**
2619  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2620  * @notifier: notifier struct to register
2621  */
2622 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2623 {
2624         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2625                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2626
2627         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2628 }
2629 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2630
2631 /**
2632  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2633  * @notifier: notifier struct to unregister
2634  *
2635  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2636  */
2637 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2638 {
2639         hlist_del(&notifier->link);
2640 }
2641 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2642
2643 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2644 {
2645         struct preempt_notifier *notifier;
2646
2647         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2648                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2649 }
2650
2651 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2652 {
2653         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2654                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2655 }
2656
2657 static void
2658 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2659                                    struct task_struct *next)
2660 {
2661         struct preempt_notifier *notifier;
2662
2663         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2664                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2665 }
2666
2667 static __always_inline void
2668 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2669                                  struct task_struct *next)
2670 {
2671         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2672                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2673 }
2674
2675 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2676
2677 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2678 {
2679 }
2680
2681 static inline void
2682 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2683                                  struct task_struct *next)
2684 {
2685 }
2686
2687 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2688
2689 /**
2690  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2691  * @rq: the runqueue preparing to switch
2692  * @prev: the current task that is being switched out
2693  * @next: the task we are going to switch to.
2694  *
2695  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2696  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2697  * switch.
2698  *
2699  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2700  * hooks.
2701  */
2702 static inline void
2703 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2704                     struct task_struct *next)
2705 {
2706         sched_info_switch(rq, prev, next);
2707         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2708         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2709         prepare_lock_switch(rq, next);
2710         prepare_arch_switch(next);
2711 }
2712
2713 /**
2714  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2715  * @prev: the thread we just switched away from.
2716  *
2717  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2718  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2719  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2720  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2721  *
2722  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2723  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2724  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2725  * details.)
2726  *
2727  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2728  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2729  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2730  * because prev may have moved to another CPU.
2731  */
2732 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2733         __releases(rq->lock)
2734 {
2735         struct rq *rq = this_rq();
2736         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2737         long prev_state;
2738
2739         /*
2740          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2741          * because it left us after:
2742          *
2743          *      schedule()
2744          *        preempt_disable();                    // 1
2745          *        __schedule()
2746          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2747          *
2748          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2749          */
2750         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2751                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2752                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2753                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2754
2755         rq->prev_mm = NULL;
2756
2757         /*
2758          * A task struct has one reference for the use as "current".
2759          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2760          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2761          * the scheduled task must drop that reference.
2762          *
2763          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2764          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2765          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2766          * transition, resulting in a double drop.
2767          */
2768         prev_state = prev->state;
2769         vtime_task_switch(prev);
2770         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2771         finish_lock_switch(rq, prev);
2772         finish_arch_post_lock_switch();
2773
2774         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2775         if (mm)
2776                 mmdrop(mm);
2777         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2778                 if (prev->sched_class->task_dead)
2779                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2780
2781                 /*
2782                  * Remove function-return probe instances associated with this
2783                  * task and put them back on the free list.
2784                  */
2785                 kprobe_flush_task(prev);
2786
2787                 /* Task is done with its stack. */
2788                 put_task_stack(prev);
2789
2790                 put_task_struct(prev);
2791         }
2792
2793         tick_nohz_task_switch();
2794         return rq;
2795 }
2796
2797 #ifdef CONFIG_SMP
2798
2799 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2800 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2801 {
2802         struct callback_head *head, *next;
2803         void (*func)(struct rq *rq);
2804         unsigned long flags;
2805
2806         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2807         head = rq->balance_callback;
2808         rq->balance_callback = NULL;
2809         while (head) {
2810                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2811                 next = head->next;
2812                 head->next = NULL;
2813                 head = next;
2814
2815                 func(rq);
2816         }
2817         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2818 }
2819
2820 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2821 {
2822         if (unlikely(rq->balance_callback))
2823                 __balance_callback(rq);
2824 }
2825
2826 #else
2827
2828 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2829 {
2830 }
2831
2832 #endif
2833
2834 /**
2835  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2836  * @prev: the thread we just switched away from.
2837  */
2838 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2839         __releases(rq->lock)
2840 {
2841         struct rq *rq;
2842
2843         /*
2844          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2845          * finish_task_switch() for details.
2846          *
2847          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2848          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2849          * PREEMPT_COUNT kernels).
2850          */
2851
2852         rq = finish_task_switch(prev);
2853         balance_callback(rq);
2854         preempt_enable();
2855
2856         if (current->set_child_tid)
2857                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2862  */
2863 static __always_inline struct rq *
2864 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2865                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2866 {
2867         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2868
2869         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2870
2871         mm = next->mm;
2872         oldmm = prev->active_mm;
2873         /*
2874          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2875          * combine the page table reload and the switch backend into
2876          * one hypercall.
2877          */
2878         arch_start_context_switch(prev);
2879
2880         if (!mm) {
2881                 next->active_mm = oldmm;
2882                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2883                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2884         } else
2885                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2886
2887         if (!prev->mm) {
2888                 prev->active_mm = NULL;
2889                 rq->prev_mm = oldmm;
2890         }
2891
2892         rq->clock_skip_update = 0;
2893
2894         /*
2895          * Since the runqueue lock will be released by the next
2896          * task (which is an invalid locking op but in the case
2897          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2898          * do an early lockdep release here:
2899          */
2900         rq_unpin_lock(rq, rf);
2901         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2902
2903         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2904         switch_to(prev, next, prev);
2905         barrier();
2906
2907         return finish_task_switch(prev);
2908 }
2909
2910 /*
2911  * nr_running and nr_context_switches:
2912  *
2913  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2914  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2915  */
2916 unsigned long nr_running(void)
2917 {
2918         unsigned long i, sum = 0;
2919
2920         for_each_online_cpu(i)
2921                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2922
2923         return sum;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Check if only the current task is running on the cpu.
2928  *
2929  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2930  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2931  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2932  *
2933  * - from a non-preemptable section (of course)
2934  *
2935  * - from a thread that is bound to a single CPU
2936  *
2937  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2938  */
2939 bool single_task_running(void)
2940 {
2941         return raw_rq()->nr_running == 1;
2942 }
2943 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2944
2945 unsigned long long nr_context_switches(void)
2946 {
2947         int i;
2948         unsigned long long sum = 0;
2949
2950         for_each_possible_cpu(i)
2951                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2952
2953         return sum;
2954 }
2955
2956 unsigned long nr_iowait(void)
2957 {
2958         unsigned long i, sum = 0;
2959
2960         for_each_possible_cpu(i)
2961                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2962
2963         return sum;
2964 }
2965
2966 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2967 {
2968         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2969         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2970 }
2971
2972 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2973 {
2974         struct rq *rq = this_rq();
2975         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2976         *load = rq->load.weight;
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_SMP
2980
2981 /*
2982  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2983  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2984  */
2985 void sched_exec(void)
2986 {
2987         struct task_struct *p = current;
2988         unsigned long flags;
2989         int dest_cpu;
2990
2991         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2992         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2993         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2994                 goto unlock;
2995
2996         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2997                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2998
2999                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3000                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3001                 return;
3002         }
3003 unlock:
3004         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3005 }
3006
3007 #endif
3008
3009 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3010 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3011
3012 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3013 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3014
3015 /*
3016  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3017  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3018  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3019  * Prefetching this data results in improved performance.
3020  */
3021 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3022 {
3023 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3024         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3025 #else
3026         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3027 #endif
3028         prefetch(curr);
3029         prefetch(&curr->exec_start);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Return accounted runtime for the task.
3034  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3035  * pending runtime that have not been accounted yet.
3036  */
3037 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3038 {
3039         struct rq_flags rf;
3040         struct rq *rq;
3041         u64 ns;
3042
3043 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3044         /*
3045          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3046          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3047          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3048          *
3049          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3050          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3051          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3052          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3053          * been accounted, so we're correct here as well.
3054          */
3055         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3056                 return p->se.sum_exec_runtime;
3057 #endif
3058
3059         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3060         /*
3061          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3062          * project cycles that may never be accounted to this
3063          * thread, breaking clock_gettime().
3064          */
3065         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3066                 prefetch_curr_exec_start(p);
3067                 update_rq_clock(rq);
3068                 p->sched_class->update_curr(rq);
3069         }
3070         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3071         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3072
3073         return ns;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3078  * We call it with interrupts disabled.
3079  */
3080 void scheduler_tick(void)
3081 {
3082         int cpu = smp_processor_id();
3083         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3084         struct task_struct *curr = rq->curr;
3085
3086         sched_clock_tick();
3087
3088         raw_spin_lock(&rq->lock);
3089         update_rq_clock(rq);
3090         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3091         cpu_load_update_active(rq);
3092         calc_global_load_tick(rq);
3093         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3094
3095         perf_event_task_tick();
3096
3097 #ifdef CONFIG_SMP
3098         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3099         trigger_load_balance(rq);
3100 #endif
3101         rq_last_tick_reset(rq);
3102 }
3103
3104 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3105 /**
3106  * scheduler_tick_max_deferment
3107  *
3108  * Keep at least one tick per second when a single
3109  * active task is running because the scheduler doesn't
3110  * yet completely support full dynticks environment.
3111  *
3112  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3113  * balancing, etc... continue to move forward, even
3114  * with a very low granularity.
3115  *
3116  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3117  */
3118 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3119 {
3120         struct rq *rq = this_rq();
3121         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3122
3123         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3124
3125         if (time_before_eq(next, now))
3126                 return 0;
3127
3128         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3129 }
3130 #endif
3131
3132 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3133                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3134 /*
3135  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3136  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3137  */
3138 static inline void preempt_latency_start(int val)
3139 {
3140         if (preempt_count() == val) {
3141                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3142 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3143                 current->preempt_disable_ip = ip;
3144 #endif
3145                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3146         }
3147 }
3148
3149 void preempt_count_add(int val)
3150 {
3151 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3152         /*
3153          * Underflow?
3154          */
3155         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3156                 return;
3157 #endif
3158         __preempt_count_add(val);
3159 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3160         /*
3161          * Spinlock count overflowing soon?
3162          */
3163         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3164                                 PREEMPT_MASK - 10);
3165 #endif
3166         preempt_latency_start(val);
3167 }
3168 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3169 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3170
3171 /*
3172  * If the value passed in equals to the current preempt count
3173  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3174  */
3175 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3176 {
3177         if (preempt_count() == val)
3178                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3179 }
3180
3181 void preempt_count_sub(int val)
3182 {
3183 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3184         /*
3185          * Underflow?
3186          */
3187         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3188                 return;
3189         /*
3190          * Is the spinlock portion underflowing?
3191          */
3192         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3193                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3194                 return;
3195 #endif
3196
3197         preempt_latency_stop(val);
3198         __preempt_count_sub(val);
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3201 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3202
3203 #else
3204 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3205 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3206 #endif
3207
3208 /*
3209  * Print scheduling while atomic bug:
3210  */
3211 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3212 {
3213         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3214         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3215
3216         if (oops_in_progress)
3217                 return;
3218
3219         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3220                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3221
3222         debug_show_held_locks(prev);
3223         print_modules();
3224         if (irqs_disabled())
3225                 print_irqtrace_events(prev);
3226         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3227             && in_atomic_preempt_off()) {
3228                 pr_err("Preemption disabled at:");
3229                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3230                 pr_cont("\n");
3231         }
3232         if (panic_on_warn)
3233                 panic("scheduling while atomic\n");
3234
3235         dump_stack();
3236         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3237 }
3238
3239 /*
3240  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3241  */
3242 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3243 {
3244 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3245         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3246                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3247 #endif
3248
3249         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3250                 __schedule_bug(prev);
3251                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3252         }
3253         rcu_sleep_check();
3254
3255         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3256
3257         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3258 }
3259
3260 /*
3261  * Pick up the highest-prio task:
3262  */
3263 static inline struct task_struct *
3264 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3265 {
3266         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3267         struct task_struct *p;
3268
3269         /*
3270          * Optimization: we know that if all tasks are in
3271          * the fair class we can call that function directly:
3272          */
3273         if (likely(prev->sched_class == class &&
3274                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3275                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3276                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3277                         goto again;
3278
3279                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3280                 if (unlikely(!p))
3281                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3282
3283                 return p;
3284         }
3285
3286 again:
3287         for_each_class(class) {
3288                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3289                 if (p) {
3290                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3291                                 goto again;
3292                         return p;
3293                 }
3294         }
3295
3296         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3297 }
3298
3299 /*
3300  * __schedule() is the main scheduler function.
3301  *
3302  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3303  *
3304  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3305  *
3306  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3307  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3308  *
3309  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3310  *      interrupt handler scheduler_tick().
3311  *
3312  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3313  *      task to the run-queue and that's it.
3314  *
3315  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3316  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3317  *      called on the nearest possible occasion:
3318  *
3319  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3320  *
3321  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3322  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3323  *           spin_unlock()!)
3324  *
3325  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3326  *           preemptible context
3327  *
3328  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3329  *         then at the next:
3330  *
3331  *          - cond_resched() call
3332  *          - explicit schedule() call
3333  *          - return from syscall or exception to user-space
3334  *          - return from interrupt-handler to user-space
3335  *
3336  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3337  */
3338 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3339 {
3340         struct task_struct *prev, *next;
3341         unsigned long *switch_count;
3342         struct rq_flags rf;
3343         struct rq *rq;
3344         int cpu;
3345
3346         cpu = smp_processor_id();
3347         rq = cpu_rq(cpu);
3348         prev = rq->curr;
3349
3350         schedule_debug(prev);
3351
3352         if (sched_feat(HRTICK))
3353                 hrtick_clear(rq);
3354
3355         local_irq_disable();
3356         rcu_note_context_switch();
3357
3358         /*
3359          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3360          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3361          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3362          */
3363         smp_mb__before_spinlock();
3364         raw_spin_lock(&rq->lock);
3365         rq_pin_lock(rq, &rf);
3366
3367         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3368
3369         switch_count = &prev->nivcsw;
3370         if (!preempt && prev->state) {
3371                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3372                         prev->state = TASK_RUNNING;
3373                 } else {
3374                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3375                         prev->on_rq = 0;
3376
3377                         /*
3378                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3379                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3380                          * concurrency.
3381                          */
3382                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3383                                 struct task_struct *to_wakeup;
3384
3385                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3386                                 if (to_wakeup)
3387                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3388                         }
3389                 }
3390                 switch_count = &prev->nvcsw;
3391         }
3392
3393         if (task_on_rq_queued(prev))
3394                 update_rq_clock(rq);
3395
3396         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3397         clear_tsk_need_resched(prev);
3398         clear_preempt_need_resched();
3399
3400         if (likely(prev != next)) {
3401                 rq->nr_switches++;
3402                 rq->curr = next;
3403                 ++*switch_count;
3404
3405                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3406                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf); /* unlocks the rq */
3407         } else {
3408                 rq->clock_skip_update = 0;
3409                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3410                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3411         }
3412
3413         balance_callback(rq);
3414 }
3415
3416 void __noreturn do_task_dead(void)
3417 {
3418         /*
3419          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3420          * when the following two conditions become true.
3421          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3422          *     exit_mm()), and
3423          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3424          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3425          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3426          *
3427          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3428          * is held by try_to_wake_up()
3429          */
3430         smp_mb();
3431         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3432
3433         /* causes final put_task_struct in finish_task_switch(). */
3434         __set_current_state(TASK_DEAD);
3435         current->flags |= PF_NOFREEZE;  /* tell freezer to ignore us */
3436         __schedule(false);
3437         BUG();
3438         /* Avoid "noreturn function does return".  */
3439         for (;;)
3440                 cpu_relax();    /* For when BUG is null */
3441 }
3442
3443 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3444 {
3445         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3446                 return;
3447         /*
3448          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3449          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3450          */
3451         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3452                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3453 }
3454
3455 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3456 {
3457         struct task_struct *tsk = current;
3458
3459         sched_submit_work(tsk);
3460         do {
3461                 preempt_disable();
3462                 __schedule(false);
3463                 sched_preempt_enable_no_resched();
3464         } while (need_resched());
3465 }
3466 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3467
3468 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3469 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3470 {
3471         /*
3472          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3473          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3474          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3475          * we find a better solution.
3476          *
3477          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3478          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3479          * too frequently to make sense yet.
3480          */
3481         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3482         schedule();
3483         exception_exit(prev_state);
3484 }
3485 #endif
3486
3487 /**
3488  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3489  *
3490  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3491  */
3492 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3493 {
3494         sched_preempt_enable_no_resched();
3495         schedule();
3496         preempt_disable();
3497 }
3498
3499 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3500 {
3501         do {
3502                 /*
3503                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3504                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3505                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3506                  * by the function tracer will call this function again and
3507                  * cause infinite recursion.
3508                  *
3509                  * Preemption must be disabled here before the function
3510                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3511                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3512                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3513                  * which can also be traced by the function tracer.
3514                  */
3515                 preempt_disable_notrace();
3516                 preempt_latency_start(1);
3517                 __schedule(true);
3518                 preempt_latency_stop(1);
3519                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3520
3521                 /*
3522                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3523                  * between schedule and now.
3524                  */
3525         } while (need_resched());
3526 }
3527
3528 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3529 /*
3530  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3531  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3532  * occur there and call schedule directly.
3533  */
3534 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3535 {
3536         /*
3537          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3538          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3539          */
3540         if (likely(!preemptible()))
3541                 return;
3542
3543         preempt_schedule_common();
3544 }
3545 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3546 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3547
3548 /**
3549  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3550  *
3551  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3552  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3553  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3554  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3555  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3556  * to be called when the system is still in usermode.
3557  *
3558  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3559  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3560  * calling the scheduler.
3561  */
3562 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3563 {
3564         enum ctx_state prev_ctx;
3565
3566         if (likely(!preemptible()))
3567                 return;
3568
3569         do {
3570                 /*
3571                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3572                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3573                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3574                  * by the function tracer will call this function again and
3575                  * cause infinite recursion.
3576                  *
3577                  * Preemption must be disabled here before the function
3578                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3579                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3580                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3581                  * which can also be traced by the function tracer.
3582                  */
3583                 preempt_disable_notrace();
3584                 preempt_latency_start(1);
3585                 /*
3586                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3587                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3588                  * an infinite recursion.
3589                  */
3590                 prev_ctx = exception_enter();
3591                 __schedule(true);
3592                 exception_exit(prev_ctx);
3593
3594                 preempt_latency_stop(1);
3595                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3596         } while (need_resched());
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3599
3600 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3601
3602 /*
3603  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3604  * off of irq context.
3605  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3606  * protect us against recursive calling from irq.
3607  */
3608 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3609 {
3610         enum ctx_state prev_state;
3611
3612         /* Catch callers which need to be fixed */
3613         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3614
3615         prev_state = exception_enter();
3616
3617         do {
3618                 preempt_disable();
3619                 local_irq_enable();
3620                 __schedule(true);
3621                 local_irq_disable();
3622                 sched_preempt_enable_no_resched();
3623         } while (need_resched());
3624
3625         exception_exit(prev_state);
3626 }
3627
3628 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3629                           void *key)
3630 {
3631         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3632 }
3633 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3634
3635 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3636
3637 /*
3638  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3639  * @p: task
3640  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3641  *
3642  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3643  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3644  *
3645  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3646  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3647  */
3648 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3649 {
3650         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3651         const struct sched_class *prev_class;
3652         struct rq_flags rf;
3653         struct rq *rq;
3654
3655         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3656
3657         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3658         update_rq_clock(rq);
3659
3660         /*
3661          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3662          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3663          *
3664          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3665          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3666          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3667          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3668          * with interrupts disabled and will complete the lock
3669          * protected section without being interrupted. So there is no
3670          * real need to boost.
3671          */
3672         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3673                 WARN_ON(p != rq->curr);
3674                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3675                 goto out_unlock;
3676         }
3677
3678         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3679         oldprio = p->prio;
3680
3681         if (oldprio == prio)
3682                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3683
3684         prev_class = p->sched_class;
3685         queued = task_on_rq_queued(p);
3686         running = task_current(rq, p);
3687         if (queued)
3688                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3689         if (running)
3690                 put_prev_task(rq, p);
3691
3692         /*
3693          * Boosting condition are:
3694          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3695          *      --> -dl task blocks on mutex A
3696          *
3697          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3698          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3699          *          running task
3700          */
3701         if (dl_prio(prio)) {
3702                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3703                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3704                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3705                         p->dl.dl_boosted = 1;
3706                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3707                 } else
3708                         p->dl.dl_boosted = 0;
3709                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3710         } else if (rt_prio(prio)) {
3711                 if (dl_prio(oldprio))
3712                         p->dl.dl_boosted = 0;
3713                 if (oldprio < prio)
3714                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3715                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3716         } else {
3717                 if (dl_prio(oldprio))
3718                         p->dl.dl_boosted = 0;
3719                 if (rt_prio(oldprio))
3720                         p->rt.timeout = 0;
3721                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3722         }
3723
3724         p->prio = prio;
3725
3726         if (queued)
3727                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3728         if (running)
3729                 set_curr_task(rq, p);
3730
3731         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3732 out_unlock:
3733         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3734         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3735
3736         balance_callback(rq);
3737         preempt_enable();
3738 }
3739 #endif
3740
3741 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3742 {
3743         bool queued, running;
3744         int old_prio, delta;
3745         struct rq_flags rf;
3746         struct rq *rq;
3747
3748         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3749                 return;
3750         /*
3751          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3752          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3753          */
3754         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3755         /*
3756          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3757          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3758          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3759          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3760          */
3761         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3762                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3763                 goto out_unlock;
3764         }
3765         queued = task_on_rq_queued(p);
3766         running = task_current(rq, p);
3767         if (queued)
3768                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3769         if (running)
3770                 put_prev_task(rq, p);
3771
3772         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3773         set_load_weight(p);
3774         old_prio = p->prio;
3775         p->prio = effective_prio(p);
3776         delta = p->prio - old_prio;
3777
3778         if (queued) {
3779                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3780                 /*
3781                  * If the task increased its priority or is running and
3782                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3783                  */
3784                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3785                         resched_curr(rq);
3786         }
3787         if (running)
3788                 set_curr_task(rq, p);
3789 out_unlock:
3790         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3793
3794 /*
3795  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3796  * @p: task
3797  * @nice: nice value
3798  */
3799 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3800 {
3801         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3802         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3803
3804         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3805                 capable(CAP_SYS_NICE));
3806 }
3807
3808 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3809
3810 /*
3811  * sys_nice - change the priority of the current process.
3812  * @increment: priority increment
3813  *
3814  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3815  * does similar things.
3816  */
3817 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3818 {
3819         long nice, retval;
3820
3821         /*
3822          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3823          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3824          * and we have a single winner.
3825          */
3826         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3827         nice = task_nice(current) + increment;
3828
3829         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3830         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3831                 return -EPERM;
3832
3833         retval = security_task_setnice(current, nice);
3834         if (retval)
3835                 return retval;
3836
3837         set_user_nice(current, nice);
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 #endif
3842
3843 /**
3844  * task_prio - return the priority value of a given task.
3845  * @p: the task in question.
3846  *
3847  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3848  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3849  * around 0, value goes from -16 to +15.
3850  */
3851 int task_prio(const struct task_struct *p)
3852 {
3853         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3854 }
3855
3856 /**
3857  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3858  * @cpu: the processor in question.
3859  *
3860  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3861  */
3862 int idle_cpu(int cpu)
3863 {
3864         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3865
3866         if (rq->curr != rq->idle)
3867                 return 0;
3868
3869         if (rq->nr_running)
3870                 return 0;
3871
3872 #ifdef CONFIG_SMP
3873         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3874                 return 0;
3875 #endif
3876
3877         return 1;
3878 }
3879
3880 /**
3881  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3882  * @cpu: the processor in question.
3883  *
3884  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3885  */
3886 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3887 {
3888         return cpu_rq(cpu)->idle;
3889 }
3890
3891 /**
3892  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3893  * @pid: the pid in question.
3894  *
3895  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3896  */
3897 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3898 {
3899         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3900 }
3901
3902 /*
3903  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3904  * SCHED_DEADLINE task.
3905  *
3906  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3907  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3908  * for the first time with its new policy.
3909  */
3910 static void
3911 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3912 {
3913         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3914
3915         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3916         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3917         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3918         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3919         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3920
3921         /*
3922          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3923          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3924          *
3925          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3926          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3927          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3928          * amount.
3929          *
3930          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3931          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3932          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3933          * before the current scheduling deadline.
3934          *
3935          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3936          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3937          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3938          * consume more than promised.
3939          */
3940 }
3941
3942 /*
3943  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3944  * it calls know not to change it.
3945  */
3946 #define SETPARAM_POLICY -1
3947
3948 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3949                 const struct sched_attr *attr)
3950 {
3951         int policy = attr->sched_policy;
3952
3953         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3954                 policy = p->policy;
3955
3956         p->policy = policy;
3957
3958         if (dl_policy(policy))
3959                 __setparam_dl(p, attr);
3960         else if (fair_policy(policy))
3961                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3962
3963         /*
3964          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3965          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3966          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3967          */
3968         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3969         p->normal_prio = normal_prio(p);
3970         set_load_weight(p);
3971 }
3972
3973 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3974 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3975                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3976 {
3977         __setscheduler_params(p, attr);
3978
3979         /*
3980          * Keep a potential priority boosting if called from
3981          * sched_setscheduler().
3982          */
3983         if (keep_boost)
3984                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3985         else
3986                 p->prio = normal_prio(p);
3987
3988         if (dl_prio(p->prio))
3989                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3990         else if (rt_prio(p->prio))
3991                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3992         else
3993                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3994 }
3995
3996 static void
3997 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3998 {
3999         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4000
4001         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4002         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4003         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4004         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4005         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4006 }
4007
4008 /*
4009  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4010  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4011  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4012  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4013  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4014  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4015  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4016  * sched_period, as the latter can be zero).
4017  */
4018 static bool
4019 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4020 {
4021         /* deadline != 0 */
4022         if (attr->sched_deadline == 0)
4023                 return false;
4024
4025         /*
4026          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4027          * that big.
4028          */
4029         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4030                 return false;
4031
4032         /*
4033          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4034          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4035          */
4036         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4037             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4038                 return false;
4039
4040         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4041         if ((attr->sched_period != 0 &&
4042              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4043             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4044                 return false;
4045
4046         return true;
4047 }
4048
4049 /*
4050  * check the target process has a UID that matches the current process's
4051  */
4052 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4053 {
4054         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4055         bool match;
4056
4057         rcu_read_lock();
4058         pcred = __task_cred(p);
4059         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4060                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4061         rcu_read_unlock();
4062         return match;
4063 }
4064
4065 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4066                 const struct sched_attr *attr)
4067 {
4068         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4069
4070         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4071                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4072                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4073                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4074                 return true;
4075
4076         return false;
4077 }
4078
4079 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4080                                 const struct sched_attr *attr,
4081                                 bool user, bool pi)
4082 {
4083         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4084                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4085         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4086         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4087         const struct sched_class *prev_class;
4088         struct rq_flags rf;
4089         int reset_on_fork;
4090         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4091         struct rq *rq;
4092
4093         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4094         BUG_ON(in_interrupt());
4095 recheck:
4096         /* double check policy once rq lock held */
4097         if (policy < 0) {
4098                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4099                 policy = oldpolicy = p->policy;
4100         } else {
4101                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4102
4103                 if (!valid_policy(policy))
4104                         return -EINVAL;
4105         }
4106
4107         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4108                 return -EINVAL;
4109
4110         /*
4111          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4112          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4113          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4114          */
4115         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4116             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4117                 return -EINVAL;
4118         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4119             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4120                 return -EINVAL;
4121
4122         /*
4123          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4124          */
4125         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4126                 if (fair_policy(policy)) {
4127                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4128                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4129                                 return -EPERM;
4130                 }
4131
4132                 if (rt_policy(policy)) {
4133                         unsigned long rlim_rtprio =
4134                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4135
4136                         /* can't set/change the rt policy */
4137                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4138                                 return -EPERM;
4139
4140                         /* can't increase priority */
4141                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4142                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4143                                 return -EPERM;
4144                 }
4145
4146                  /*
4147                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4148                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4149                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4150                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4151                   */
4152                 if (dl_policy(policy))
4153                         return -EPERM;
4154
4155                 /*
4156                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4157                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4158                  */
4159                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4160                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4161                                 return -EPERM;
4162                 }
4163
4164                 /* can't change other user's priorities */
4165                 if (!check_same_owner(p))
4166                         return -EPERM;
4167
4168                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4169                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4170                         return -EPERM;
4171         }
4172
4173         if (user) {
4174                 retval = security_task_setscheduler(p);
4175                 if (retval)
4176                         return retval;
4177         }
4178
4179         /*
4180          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4181          * changing the priority of the task:
4182          *
4183          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4184          * runqueue lock must be held.
4185          */
4186         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4187         update_rq_clock(rq);
4188
4189         /*
4190          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4191          */
4192         if (p == rq->stop) {
4193                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4194                 return -EINVAL;
4195         }
4196
4197         /*
4198          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4199          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4200          */
4201         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4202                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4203                         goto change;
4204                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4205                         goto change;
4206                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4207                         goto change;
4208
4209                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4210                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4211                 return 0;
4212         }
4213 change:
4214
4215         if (user) {
4216 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4217                 /*
4218                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4219                  * assigned.
4220                  */
4221                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4222                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4223                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4224                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4225                         return -EPERM;
4226                 }
4227 #endif
4228 #ifdef CONFIG_SMP
4229                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4230                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4231
4232                         /*
4233                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4234                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4235                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4236                          */
4237                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4238                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4239                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4240                                 return -EPERM;
4241                         }
4242                 }
4243 #endif
4244         }
4245
4246         /* recheck policy now with rq lock held */
4247         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4248                 policy = oldpolicy = -1;
4249                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4250                 goto recheck;
4251         }
4252
4253         /*
4254          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4255          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4256          * is available.
4257          */
4258         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4259                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4260                 return -EBUSY;
4261         }
4262
4263         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4264         oldprio = p->prio;
4265
4266         if (pi) {
4267                 /*
4268                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4269                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4270                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4271                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4272                  * itself.
4273                  */
4274                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4275                 if (new_effective_prio == oldprio)
4276                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4277         }
4278
4279         queued = task_on_rq_queued(p);
4280         running = task_current(rq, p);
4281         if (queued)
4282                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4283         if (running)
4284                 put_prev_task(rq, p);
4285
4286         prev_class = p->sched_class;
4287         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4288
4289         if (queued) {
4290                 /*
4291                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4292                  * increased (user space view).
4293                  */
4294                 if (oldprio < p->prio)
4295                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4296
4297                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4298         }
4299         if (running)
4300                 set_curr_task(rq, p);
4301
4302         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4303         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4304         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4305
4306         if (pi)
4307                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4308
4309         /*
4310          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4311          */
4312         balance_callback(rq);
4313         preempt_enable();
4314
4315         return 0;
4316 }
4317
4318 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4319                                const struct sched_param *param, bool check)
4320 {
4321         struct sched_attr attr = {
4322                 .sched_policy   = policy,
4323                 .sched_priority = param->sched_priority,
4324                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4325         };
4326
4327         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4328         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4329                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4330                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4331                 attr.sched_policy = policy;
4332         }
4333
4334         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4335 }
4336 /**
4337  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4338  * @p: the task in question.
4339  * @policy: new policy.
4340  * @param: structure containing the new RT priority.
4341  *
4342  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4343  *
4344  * NOTE that the task may be already dead.
4345  */
4346 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4347                        const struct sched_param *param)
4348 {
4349         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4350 }
4351 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4352
4353 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4354 {
4355         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4356 }
4357 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4358
4359 /**
4360  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4361  * @p: the task in question.
4362  * @policy: new policy.
4363  * @param: structure containing the new RT priority.
4364  *
4365  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4366  * current context has permission.  For example, this is needed in
4367  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4368  * but our caller might not have that capability.
4369  *
4370  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4371  */
4372 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4373                                const struct sched_param *param)
4374 {
4375         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4376 }
4377 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4378
4379 static int
4380 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4381 {
4382         struct sched_param lparam;
4383         struct task_struct *p;
4384         int retval;
4385
4386         if (!param || pid < 0)
4387                 return -EINVAL;
4388         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4389                 return -EFAULT;
4390
4391         rcu_read_lock();
4392         retval = -ESRCH;
4393         p = find_process_by_pid(pid);
4394         if (p != NULL)
4395                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4396         rcu_read_unlock();
4397
4398         return retval;
4399 }
4400
4401 /*
4402  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4403  */
4404 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4405                            struct sched_attr *attr)
4406 {
4407         u32 size;
4408         int ret;
4409
4410         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4411                 return -EFAULT;
4412
4413         /*
4414          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4415          */
4416         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4417
4418         ret = get_user(size, &uattr->size);
4419         if (ret)
4420                 return ret;
4421
4422         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4423                 goto err_size;
4424
4425         if (!size)              /* abi compat */
4426                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4427
4428         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4429                 goto err_size;
4430
4431         /*
4432          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4433          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4434          * user-space does not rely on any kernel feature
4435          * extensions we dont know about yet.
4436          */
4437         if (size > sizeof(*attr)) {
4438                 unsigned char __user *addr;
4439                 unsigned char __user *end;
4440                 unsigned char val;
4441
4442                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4443                 end  = (void __user *)uattr + size;
4444
4445                 for (; addr < end; addr++) {
4446                         ret = get_user(val, addr);
4447                         if (ret)
4448                                 return ret;
4449                         if (val)
4450                                 goto err_size;
4451                 }
4452                 size = sizeof(*attr);
4453         }
4454
4455         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4456         if (ret)
4457                 return -EFAULT;
4458
4459         /*
4460          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4461          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4462          */
4463         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4464
4465         return 0;
4466
4467 err_size:
4468         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4469         return -E2BIG;
4470 }
4471
4472 /**
4473  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4474  * @pid: the pid in question.
4475  * @policy: new policy.
4476  * @param: structure containing the new RT priority.
4477  *
4478  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4479  */
4480 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4481                 struct sched_param __user *, param)
4482 {
4483         /* negative values for policy are not valid */
4484         if (policy < 0)
4485                 return -EINVAL;
4486
4487         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4488 }
4489
4490 /**
4491  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4492  * @pid: the pid in question.
4493  * @param: structure containing the new RT priority.
4494  *
4495  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4496  */
4497 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4498 {
4499         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4500 }
4501
4502 /**
4503  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4504  * @pid: the pid in question.
4505  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4506  * @flags: for future extension.
4507  */
4508 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4509                                unsigned int, flags)
4510 {
4511         struct sched_attr attr;
4512         struct task_struct *p;
4513         int retval;
4514
4515         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4516                 return -EINVAL;
4517
4518         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4519         if (retval)
4520                 return retval;
4521
4522         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4523                 return -EINVAL;
4524
4525         rcu_read_lock();
4526         retval = -ESRCH;
4527         p = find_process_by_pid(pid);
4528         if (p != NULL)
4529                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4530         rcu_read_unlock();
4531
4532         return retval;
4533 }
4534
4535 /**
4536  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4537  * @pid: the pid in question.
4538  *
4539  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4540  * code.
4541  */
4542 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4543 {
4544         struct task_struct *p;
4545         int retval;
4546
4547         if (pid < 0)
4548                 return -EINVAL;
4549
4550         retval = -ESRCH;
4551         rcu_read_lock();
4552         p = find_process_by_pid(pid);
4553         if (p) {
4554                 retval = security_task_getscheduler(p);
4555                 if (!retval)
4556                         retval = p->policy
4557                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4558         }
4559         rcu_read_unlock();
4560         return retval;
4561 }
4562
4563 /**
4564  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4565  * @pid: the pid in question.
4566  * @param: structure containing the RT priority.
4567  *
4568  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4569  * code.
4570  */
4571 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4572 {
4573         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4574         struct task_struct *p;
4575         int retval;
4576
4577         if (!param || pid < 0)
4578                 return -EINVAL;
4579
4580         rcu_read_lock();
4581         p = find_process_by_pid(pid);
4582         retval = -ESRCH;
4583         if (!p)
4584                 goto out_unlock;
4585
4586         retval = security_task_getscheduler(p);
4587         if (retval)
4588                 goto out_unlock;
4589
4590         if (task_has_rt_policy(p))
4591                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4592         rcu_read_unlock();
4593
4594         /*
4595          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4596          */
4597         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4598
4599         return retval;
4600
4601 out_unlock:
4602         rcu_read_unlock();
4603         return retval;
4604 }
4605
4606 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4607                            struct sched_attr *attr,
4608                            unsigned int usize)
4609 {
4610         int ret;
4611
4612         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4613                 return -EFAULT;
4614
4615         /*
4616          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4617          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4618          * user-space does not get uncomplete information.
4619          */
4620         if (usize < sizeof(*attr)) {
4621                 unsigned char *addr;
4622                 unsigned char *end;
4623
4624                 addr = (void *)attr + usize;
4625                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4626
4627                 for (; addr < end; addr++) {
4628                         if (*addr)
4629                                 return -EFBIG;
4630                 }
4631
4632                 attr->size = usize;
4633         }
4634
4635         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4636         if (ret)
4637                 return -EFAULT;
4638
4639         return 0;
4640 }
4641
4642 /**
4643  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4644  * @pid: the pid in question.
4645  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4646  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4647  * @flags: for future extension.
4648  */
4649 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4650                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4651 {
4652         struct sched_attr attr = {
4653                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4654         };
4655         struct task_struct *p;
4656         int retval;
4657
4658         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4659             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4660                 return -EINVAL;
4661
4662         rcu_read_lock();
4663         p = find_process_by_pid(pid);
4664         retval = -ESRCH;
4665         if (!p)
4666                 goto out_unlock;
4667
4668         retval = security_task_getscheduler(p);
4669         if (retval)
4670                 goto out_unlock;
4671
4672         attr.sched_policy = p->policy;
4673         if (p->sched_reset_on_fork)
4674                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4675         if (task_has_dl_policy(p))
4676                 __getparam_dl(p, &attr);
4677         else if (task_has_rt_policy(p))
4678                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4679         else
4680                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4681
4682         rcu_read_unlock();
4683
4684         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4685         return retval;
4686
4687 out_unlock:
4688         rcu_read_unlock();
4689         return retval;
4690 }
4691
4692 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4693 {
4694         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4695         struct task_struct *p;
4696         int retval;
4697
4698         rcu_read_lock();
4699
4700         p = find_process_by_pid(pid);
4701         if (!p) {
4702                 rcu_read_unlock();
4703                 return -ESRCH;
4704         }
4705
4706         /* Prevent p going away */
4707         get_task_struct(p);
4708         rcu_read_unlock();
4709
4710         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4711                 retval = -EINVAL;
4712                 goto out_put_task;
4713         }
4714         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4715                 retval = -ENOMEM;
4716                 goto out_put_task;
4717         }
4718         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4719                 retval = -ENOMEM;
4720                 goto out_free_cpus_allowed;
4721         }
4722         retval = -EPERM;
4723         if (!check_same_owner(p)) {
4724                 rcu_read_lock();
4725                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4726                         rcu_read_unlock();
4727                         goto out_free_new_mask;
4728                 }
4729                 rcu_read_unlock();
4730         }
4731
4732         retval = security_task_setscheduler(p);
4733         if (retval)
4734                 goto out_free_new_mask;
4735
4736
4737         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4738         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4739
4740         /*
4741          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4742          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4743          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4744          * root_domain.
4745          */
4746 #ifdef CONFIG_SMP
4747         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4748                 rcu_read_lock();
4749                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4750                         retval = -EBUSY;
4751                         rcu_read_unlock();
4752                         goto out_free_new_mask;
4753                 }
4754                 rcu_read_unlock();
4755         }
4756 #endif
4757 again:
4758         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4759
4760         if (!retval) {
4761                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4762                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4763                         /*
4764                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4765                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4766                          * cpuset's cpus_allowed
4767                          */
4768                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4769                         goto again;
4770                 }
4771         }
4772 out_free_new_mask:
4773         free_cpumask_var(new_mask);
4774 out_free_cpus_allowed:
4775         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4776 out_put_task:
4777         put_task_struct(p);
4778         return retval;
4779 }
4780
4781 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4782                              struct cpumask *new_mask)
4783 {
4784         if (len < cpumask_size())
4785                 cpumask_clear(new_mask);
4786         else if (len > cpumask_size())
4787                 len = cpumask_size();
4788
4789         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4790 }
4791
4792 /**
4793  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4794  * @pid: pid of the process
4795  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4796  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4797  *
4798  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4799  */
4800 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4801                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4802 {
4803         cpumask_var_t new_mask;
4804         int retval;
4805
4806         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4807                 return -ENOMEM;
4808
4809         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4810         if (retval == 0)
4811                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4812         free_cpumask_var(new_mask);
4813         return retval;
4814 }
4815
4816 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4817 {
4818         struct task_struct *p;
4819         unsigned long flags;
4820         int retval;
4821
4822         rcu_read_lock();
4823
4824         retval = -ESRCH;
4825         p = find_process_by_pid(pid);
4826         if (!p)
4827                 goto out_unlock;
4828
4829         retval = security_task_getscheduler(p);
4830         if (retval)
4831                 goto out_unlock;
4832
4833         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4834         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4835         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4836
4837 out_unlock:
4838         rcu_read_unlock();
4839
4840         return retval;
4841 }
4842
4843 /**
4844  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4845  * @pid: pid of the process
4846  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4847  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4848  *
4849  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4850  * error code otherwise.
4851  */
4852 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4853                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4854 {
4855         int ret;
4856         cpumask_var_t mask;
4857
4858         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4859                 return -EINVAL;
4860         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4861                 return -EINVAL;
4862
4863         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4864                 return -ENOMEM;
4865
4866         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4867         if (ret == 0) {
4868                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4869
4870                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4871                         ret = -EFAULT;
4872                 else
4873                         ret = retlen;
4874         }
4875         free_cpumask_var(mask);
4876
4877         return ret;
4878 }
4879
4880 /**
4881  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4882  *
4883  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4884  * other threads running on this CPU then this function will return.
4885  *
4886  * Return: 0.
4887  */
4888 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4889 {
4890         struct rq *rq = this_rq_lock();
4891
4892         schedstat_inc(rq->yld_count);
4893         current->sched_class->yield_task(rq);
4894
4895         /*
4896          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4897          * no need to preempt or enable interrupts:
4898          */
4899         __release(rq->lock);
4900         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4901         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4902         sched_preempt_enable_no_resched();
4903
4904         schedule();
4905
4906         return 0;
4907 }
4908
4909 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4910 int __sched _cond_resched(void)
4911 {
4912         if (should_resched(0)) {
4913                 preempt_schedule_common();
4914                 return 1;
4915         }
4916         return 0;
4917 }
4918 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4919 #endif
4920
4921 /*
4922  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4923  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4924  *
4925  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4926  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4927  * spin_unlock(), once by hand).
4928  */
4929 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4930 {
4931         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4932         int ret = 0;
4933
4934         lockdep_assert_held(lock);
4935
4936         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4937                 spin_unlock(lock);
4938                 if (resched)
4939                         preempt_schedule_common();
4940                 else
4941                         cpu_relax();
4942                 ret = 1;
4943                 spin_lock(lock);
4944         }
4945         return ret;
4946 }
4947 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4948
4949 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4950 {
4951         BUG_ON(!in_softirq());
4952
4953         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4954                 local_bh_enable();
4955                 preempt_schedule_common();
4956                 local_bh_disable();
4957                 return 1;
4958         }
4959         return 0;
4960 }
4961 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4962
4963 /**
4964  * yield - yield the current processor to other threads.
4965  *
4966  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4967  *
4968  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4969  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4970  * it, its already broken.
4971  *
4972  * Typical broken usage is:
4973  *
4974  * while (!event)
4975  *      yield();
4976  *
4977  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4978  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4979  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4980  *
4981  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4982  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4983  * If you still want to use yield(), do not!
4984  */
4985 void __sched yield(void)
4986 {
4987         set_current_state(TASK_RUNNING);
4988         sys_sched_yield();
4989 }
4990 EXPORT_SYMBOL(yield);
4991
4992 /**
4993  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4994  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4995  * processor it's on.
4996  * @p: target task
4997  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4998  *
4999  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5000  * can't go away on us before we can do any checks.
5001  *
5002  * Return:
5003  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5004  *      false (0) if we failed to boost the target.
5005  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5006  */
5007 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5008 {
5009         struct task_struct *curr = current;
5010         struct rq *rq, *p_rq;
5011         unsigned long flags;
5012         int yielded = 0;
5013
5014         local_irq_save(flags);
5015         rq = this_rq();
5016
5017 again:
5018         p_rq = task_rq(p);
5019         /*
5020          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5021          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5022          */
5023         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5024                 yielded = -ESRCH;
5025                 goto out_irq;
5026         }
5027
5028         double_rq_lock(rq, p_rq);
5029         if (task_rq(p) != p_rq) {
5030                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5031                 goto again;
5032         }
5033
5034         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5035                 goto out_unlock;
5036
5037         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5038                 goto out_unlock;
5039
5040         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5041                 goto out_unlock;
5042
5043         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5044         if (yielded) {
5045                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5046                 /*
5047                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5048                  * fairness.
5049                  */
5050                 if (preempt && rq != p_rq)
5051                         resched_curr(p_rq);
5052         }
5053
5054 out_unlock:
5055         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5056 out_irq:
5057         local_irq_restore(flags);
5058
5059         if (yielded > 0)
5060                 schedule();
5061
5062         return yielded;
5063 }
5064 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5065
5066 /*
5067  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5068  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5069  */
5070 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5071 {
5072         int old_iowait = current->in_iowait;
5073         struct rq *rq;
5074         long ret;
5075
5076         current->in_iowait = 1;
5077         blk_schedule_flush_plug(current);
5078
5079         delayacct_blkio_start();
5080         rq = raw_rq();
5081         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5082         ret = schedule_timeout(timeout);
5083         current->in_iowait = old_iowait;
5084         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5085         delayacct_blkio_end();
5086
5087         return ret;
5088 }
5089 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5090
5091 /**
5092  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5093  * @policy: scheduling class.
5094  *
5095  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5096  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5097  * On failure, a negative error code is returned.
5098  */
5099 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5100 {
5101         int ret = -EINVAL;
5102
5103         switch (policy) {
5104         case SCHED_FIFO:
5105         case SCHED_RR:
5106                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5107                 break;
5108         case SCHED_DEADLINE:
5109         case SCHED_NORMAL:
5110         case SCHED_BATCH:
5111         case SCHED_IDLE:
5112                 ret = 0;
5113                 break;
5114         }
5115         return ret;
5116 }
5117
5118 /**
5119  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5120  * @policy: scheduling class.
5121  *
5122  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5123  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5124  * On failure, a negative error code is returned.
5125  */
5126 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5127 {
5128         int ret = -EINVAL;
5129
5130         switch (policy) {
5131         case SCHED_FIFO:
5132         case SCHED_RR:
5133                 ret = 1;
5134                 break;
5135         case SCHED_DEADLINE:
5136         case SCHED_NORMAL:
5137         case SCHED_BATCH:
5138         case SCHED_IDLE:
5139                 ret = 0;
5140         }
5141         return ret;
5142 }
5143
5144 /**
5145  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5146  * @pid: pid of the process.
5147  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5148  *
5149  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5150  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5151  *
5152  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5153  * an error code.
5154  */
5155 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5156                 struct timespec __user *, interval)
5157 {
5158         struct task_struct *p;
5159         unsigned int time_slice;
5160         struct rq_flags rf;
5161         struct timespec t;
5162         struct rq *rq;
5163         int retval;
5164
5165         if (pid < 0)
5166                 return -EINVAL;
5167
5168         retval = -ESRCH;
5169         rcu_read_lock();
5170         p = find_process_by_pid(pid);
5171         if (!p)
5172                 goto out_unlock;
5173
5174         retval = security_task_getscheduler(p);
5175         if (retval)
5176                 goto out_unlock;
5177
5178         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5179         time_slice = 0;
5180         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5181                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5182         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5183
5184         rcu_read_unlock();
5185         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5186         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5187         return retval;
5188
5189 out_unlock:
5190         rcu_read_unlock();
5191         return retval;
5192 }
5193
5194 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5195
5196 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5197 {
5198         unsigned long free = 0;
5199         int ppid;
5200         unsigned long state = p->state;
5201
5202         if (!try_get_task_stack(p))
5203                 return;
5204         if (state)
5205                 state = __ffs(state) + 1;
5206         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5207                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5208         if (state == TASK_RUNNING)
5209                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5210 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5211         free = stack_not_used(p);
5212 #endif
5213         ppid = 0;
5214         rcu_read_lock();
5215         if (pid_alive(p))
5216                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5217         rcu_read_unlock();
5218         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5219                 task_pid_nr(p), ppid,
5220                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5221
5222         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5223         show_stack(p, NULL);
5224         put_task_stack(p);
5225 }
5226
5227 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5228 {
5229         struct task_struct *g, *p;
5230
5231 #if BITS_PER_LONG == 32
5232         printk(KERN_INFO
5233                 "  task                PC stack   pid father\n");
5234 #else
5235         printk(KERN_INFO
5236                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5237 #endif
5238         rcu_read_lock();
5239         for_each_process_thread(g, p) {
5240                 /*
5241                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5242                  * console might take a lot of time:
5243                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5244                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5245                  * an IPI.
5246                  */
5247                 touch_nmi_watchdog();
5248                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5249                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5250                         sched_show_task(p);
5251         }
5252
5253 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5254         if (!state_filter)
5255                 sysrq_sched_debug_show();
5256 #endif
5257         rcu_read_unlock();
5258         /*
5259          * Only show locks if all tasks are dumped:
5260          */
5261         if (!state_filter)
5262                 debug_show_all_locks();
5263 }
5264
5265 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5266 {
5267         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5268 }
5269
5270 /**
5271  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5272  * @idle: task in question
5273  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5274  *
5275  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5276  * flag, to make booting more robust.
5277  */
5278 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5279 {
5280         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5281         unsigned long flags;
5282
5283         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5284         raw_spin_lock(&rq->lock);
5285
5286         __sched_fork(0, idle);
5287         idle->state = TASK_RUNNING;
5288         idle->se.exec_start = sched_clock();
5289         idle->flags |= PF_IDLE;
5290
5291         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5292
5293 #ifdef CONFIG_SMP
5294         /*
5295          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5296          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5297          *
5298          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5299          */
5300         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5301 #endif
5302         /*
5303          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5304          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5305          * lockdep check in task_group() will fail.
5306          *
5307          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5308          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5309          *
5310          * Silence PROVE_RCU
5311          */
5312         rcu_read_lock();
5313         __set_task_cpu(idle, cpu);
5314         rcu_read_unlock();
5315
5316         rq->curr = rq->idle = idle;
5317         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5318 #ifdef CONFIG_SMP
5319         idle->on_cpu = 1;
5320 #endif
5321         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5322         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5323
5324         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5325         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5326
5327         /*
5328          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5329          */
5330         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5331         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5332         vtime_init_idle(idle, cpu);
5333 #ifdef CONFIG_SMP
5334         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5335 #endif
5336 }
5337
5338 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5339                               const struct cpumask *trial)
5340 {
5341         int ret = 1, trial_cpus;
5342         struct dl_bw *cur_dl_b;
5343         unsigned long flags;
5344
5345         if (!cpumask_weight(cur))
5346                 return ret;
5347
5348         rcu_read_lock_sched();
5349         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5350         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5351
5352         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5353         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5354             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5355                 ret = 0;
5356         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5357         rcu_read_unlock_sched();
5358
5359         return ret;
5360 }
5361
5362 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5363                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5364 {
5365         int ret = 0;
5366
5367         /*
5368          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5369          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5370          * affinity and isolating such threads by their set of
5371          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5372          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5373          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5374          * before cpus_allowed may be changed.
5375          */
5376         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5377                 ret = -EINVAL;
5378                 goto out;
5379         }
5380
5381 #ifdef CONFIG_SMP
5382         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5383                                               cs_cpus_allowed)) {
5384                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5385                                                         cs_cpus_allowed);
5386                 struct dl_bw *dl_b;
5387                 bool overflow;
5388                 int cpus;
5389                 unsigned long flags;
5390
5391                 rcu_read_lock_sched();
5392                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5393                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5394                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5395                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5396                 if (overflow)
5397                         ret = -EBUSY;
5398                 else {
5399                         /*
5400                          * We reserve space for this task in the destination
5401                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5402                          * We will free resources in the source root_domain
5403                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5404                          */
5405                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5406                 }
5407                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5408                 rcu_read_unlock_sched();
5409
5410         }
5411 #endif
5412 out:
5413         return ret;
5414 }
5415
5416 #ifdef CONFIG_SMP
5417
5418 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5419
5420 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5421 /* Migrate current task p to target_cpu */
5422 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5423 {
5424         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5425         int curr_cpu = task_cpu(p);
5426
5427         if (curr_cpu == target_cpu)
5428                 return 0;
5429
5430         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5431                 return -EINVAL;
5432
5433         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5434
5435         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5436         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5437 }
5438
5439 /*
5440  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5441  * tasks on the runqueues
5442  */
5443 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5444 {
5445         bool queued, running;
5446         struct rq_flags rf;
5447         struct rq *rq;
5448
5449         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5450         queued = task_on_rq_queued(p);
5451         running = task_current(rq, p);
5452
5453         if (queued)
5454                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5455         if (running)
5456                 put_prev_task(rq, p);
5457
5458         p->numa_preferred_nid = nid;
5459
5460         if (queued)
5461                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5462         if (running)
5463                 set_curr_task(rq, p);
5464         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5465 }
5466 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5467
5468 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5469 /*
5470  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5471  * offline.
5472  */
5473 void idle_task_exit(void)
5474 {
5475         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5476
5477         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5478
5479         if (mm != &init_mm) {
5480                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5481                 finish_arch_post_lock_switch();
5482         }
5483         mmdrop(mm);
5484 }
5485
5486 /*
5487  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5488  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5489  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5490  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5491  * calculation.
5492  *
5493  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5494  */
5495 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5496 {
5497         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5498         if (delta)
5499                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5500 }
5501
5502 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5503 {
5504 }
5505
5506 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5507         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5508 };
5509
5510 static struct task_struct fake_task = {
5511         /*
5512          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5513          */
5514         .prio = MAX_PRIO + 1,
5515         .sched_class = &fake_sched_class,
5516 };
5517
5518 /*
5519  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5520  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5521  *
5522  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5523  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5524  * because of lock validation efforts.
5525  */
5526 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5527 {
5528         struct rq *rq = dead_rq;
5529         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5530         struct rq_flags rf;
5531         int dest_cpu;
5532
5533         /*
5534          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5535          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5536          *
5537          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5538          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5539          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5540          * done here.
5541          */
5542         rq->stop = NULL;
5543
5544         /*
5545          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5546          * class method both need to have an up-to-date
5547          * value of rq->clock[_task]
5548          */
5549         update_rq_clock(rq);
5550
5551         for (;;) {
5552                 /*
5553                  * There's this thread running, bail when that's the only
5554                  * remaining thread.
5555                  */
5556                 if (rq->nr_running == 1)
5557                         break;
5558
5559                 /*
5560                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5561                  */
5562                 rq_pin_lock(rq, &rf);
5563                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5564                 BUG_ON(!next);
5565                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5566
5567                 /*
5568                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5569                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5570                  * stabilizes the mask.
5571                  *
5572                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5573                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5574                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5575                  */
5576                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5577                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5578                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5579                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5580
5581                 /*
5582                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5583                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5584                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5585                  */
5586                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5587                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5588                         continue;
5589                 }
5590
5591                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5592                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5593
5594                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5595                 if (rq != dead_rq) {
5596                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5597                         rq = dead_rq;
5598                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5599                 }
5600                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5601         }
5602
5603         rq->stop = stop;
5604 }
5605 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5606
5607 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5608 {
5609         if (!rq->online) {
5610                 const struct sched_class *class;
5611
5612                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5613                 rq->online = 1;
5614
5615                 for_each_class(class) {
5616                         if (class->rq_online)
5617                                 class->rq_online(rq);
5618                 }
5619         }
5620 }
5621
5622 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5623 {
5624         if (rq->online) {
5625                 const struct sched_class *class;
5626
5627                 for_each_class(class) {
5628                         if (class->rq_offline)
5629                                 class->rq_offline(rq);
5630                 }
5631
5632                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5633                 rq->online = 0;
5634         }
5635 }
5636
5637 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5638 {
5639         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5640
5641         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5642 }
5643
5644 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5645
5646 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5647
5648 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5649
5650 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5651 {
5652         sched_debug_enabled = 1;
5653
5654         return 0;
5655 }
5656 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5657
5658 static inline bool sched_debug(void)
5659 {
5660         return sched_debug_enabled;
5661 }
5662
5663 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5664                                   struct cpumask *groupmask)
5665 {
5666         struct sched_group *group = sd->groups;
5667
5668         cpumask_clear(groupmask);
5669
5670         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5671
5672         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5673                 printk("does not load-balance\n");
5674                 if (sd->parent)
5675                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5676                                         " has parent");
5677                 return -1;
5678         }
5679
5680         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5681                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5682
5683         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5684                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5685                                 "CPU%d\n", cpu);
5686         }
5687         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5688                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5689                                 " CPU%d\n", cpu);
5690         }
5691
5692         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5693         do {
5694                 if (!group) {
5695                         printk("\n");
5696                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5697                         break;
5698                 }
5699
5700                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5701                         printk(KERN_CONT "\n");
5702                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5703                         break;
5704                 }
5705
5706                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5707                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5708                         printk(KERN_CONT "\n");
5709                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5710                         break;
5711                 }
5712
5713                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5714
5715                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5716                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5717                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5718                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %lu)",
5719                                 group->sgc->capacity);
5720                 }
5721
5722                 group = group->next;
5723         } while (group != sd->groups);
5724         printk(KERN_CONT "\n");
5725
5726         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5727                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5728
5729         if (sd->parent &&
5730             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5731                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5732                         "of domain->span\n");
5733         return 0;
5734 }
5735
5736 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5737 {
5738         int level = 0;
5739
5740         if (!sched_debug_enabled)
5741                 return;
5742
5743         if (!sd) {
5744                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5745                 return;
5746         }
5747
5748         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5749
5750         for (;;) {
5751                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5752                         break;
5753                 level++;
5754                 sd = sd->parent;
5755                 if (!sd)
5756                         break;
5757         }
5758 }
5759 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5760
5761 # define sched_debug_enabled 0
5762 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5763 static inline bool sched_debug(void)
5764 {
5765         return false;
5766 }
5767 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5768
5769 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5770 {
5771         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5772                 return 1;
5773
5774         /* Following flags need at least 2 groups */
5775         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5776                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5777                          SD_BALANCE_FORK |
5778                          SD_BALANCE_EXEC |
5779                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5780                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5781                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5782                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5783                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5784                         return 0;
5785         }
5786
5787         /* Following flags don't use groups */
5788         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5789                 return 0;
5790
5791         return 1;
5792 }
5793
5794 static int
5795 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5796 {
5797         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5798
5799         if (sd_degenerate(parent))
5800                 return 1;
5801
5802         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5803                 return 0;
5804
5805         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5806         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5807                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5808                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5809                                 SD_BALANCE_FORK |
5810                                 SD_BALANCE_EXEC |
5811                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5812                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5813                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5814                                 SD_PREFER_SIBLING |
5815                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5816                 if (nr_node_ids == 1)
5817                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5818         }
5819         if (~cflags & pflags)
5820                 return 0;
5821
5822         return 1;
5823 }
5824
5825 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5826 {
5827         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5828
5829         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5830         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5831         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5832         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5833         free_cpumask_var(rd->online);
5834         free_cpumask_var(rd->span);
5835         kfree(rd);
5836 }
5837
5838 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5839 {
5840         struct root_domain *old_rd = NULL;
5841         unsigned long flags;
5842
5843         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5844
5845         if (rq->rd) {
5846                 old_rd = rq->rd;
5847
5848                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5849                         set_rq_offline(rq);
5850
5851                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5852
5853                 /*
5854                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5855                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5856                  * in this function:
5857                  */
5858                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5859                         old_rd = NULL;
5860         }
5861
5862         atomic_inc(&rd->refcount);
5863         rq->rd = rd;
5864
5865         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5866         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5867                 set_rq_online(rq);
5868
5869         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5870
5871         if (old_rd)
5872                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5873 }
5874
5875 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5876 {
5877         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5878
5879         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5880                 goto out;
5881         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5882                 goto free_span;
5883         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5884                 goto free_online;
5885         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5886                 goto free_dlo_mask;
5887
5888         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5889         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5890                 goto free_dlo_mask;
5891
5892         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5893                 goto free_rto_mask;
5894         return 0;
5895
5896 free_rto_mask:
5897         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5898 free_dlo_mask:
5899         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5900 free_online:
5901         free_cpumask_var(rd->online);
5902 free_span:
5903         free_cpumask_var(rd->span);
5904 out:
5905         return -ENOMEM;
5906 }
5907
5908 /*
5909  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5910  * members (mimicking the global state we have today).
5911  */
5912 struct root_domain def_root_domain;
5913
5914 static void init_defrootdomain(void)
5915 {
5916         init_rootdomain(&def_root_domain);
5917
5918         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5919 }
5920
5921 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5922 {
5923         struct root_domain *rd;
5924
5925         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5926         if (!rd)
5927                 return NULL;
5928
5929         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5930                 kfree(rd);
5931                 return NULL;
5932         }
5933
5934         return rd;
5935 }
5936
5937 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5938 {
5939         struct sched_group *tmp, *first;
5940
5941         if (!sg)
5942                 return;
5943
5944         first = sg;
5945         do {
5946                 tmp = sg->next;
5947
5948                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5949                         kfree(sg->sgc);
5950
5951                 kfree(sg);
5952                 sg = tmp;
5953         } while (sg != first);
5954 }
5955
5956 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd)
5957 {
5958         /*
5959          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5960          * nuke them all.
5961          */
5962         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5963                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5964         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5965                 kfree(sd->groups->sgc);
5966                 kfree(sd->groups);
5967         }
5968         if (sd->shared && atomic_dec_and_test(&sd->shared->ref))
5969                 kfree(sd->shared);
5970         kfree(sd);
5971 }
5972
5973 static void destroy_sched_domains_rcu(struct rcu_head *rcu)
5974 {
5975         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5976
5977         while (sd) {
5978                 struct sched_domain *parent = sd->parent;
5979                 destroy_sched_domain(sd);
5980                 sd = parent;
5981         }
5982 }
5983
5984 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd)
5985 {
5986         if (sd)
5987                 call_rcu(&sd->rcu, destroy_sched_domains_rcu);
5988 }
5989
5990 /*
5991  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5992  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5993  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5994  *
5995  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5996  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5997  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5998  */
5999 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
6000 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
6001 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6002 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
6003 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6004 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6005
6006 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6007 {
6008         struct sched_domain_shared *sds = NULL;
6009         struct sched_domain *sd;
6010         int id = cpu;
6011         int size = 1;
6012
6013         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6014         if (sd) {
6015                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6016                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6017                 sds = sd->shared;
6018         }
6019
6020         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6021         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6022         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6023         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc_shared, cpu), sds);
6024
6025         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6026         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6027
6028         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6029         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6030 }
6031
6032 /*
6033  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6034  * hold the hotplug lock.
6035  */
6036 static void
6037 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6038 {
6039         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6040         struct sched_domain *tmp;
6041
6042         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6043         for (tmp = sd; tmp; ) {
6044                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6045                 if (!parent)
6046                         break;
6047
6048                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6049                         tmp->parent = parent->parent;
6050                         if (parent->parent)
6051                                 parent->parent->child = tmp;
6052                         /*
6053                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6054                          * degenerate parent; the spans match for this
6055                          * so the property transfers.
6056                          */
6057                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6058                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6059                         destroy_sched_domain(parent);
6060                 } else
6061                         tmp = tmp->parent;
6062         }
6063
6064         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6065                 tmp = sd;
6066                 sd = sd->parent;
6067                 destroy_sched_domain(tmp);
6068                 if (sd)
6069                         sd->child = NULL;
6070         }
6071
6072         sched_domain_debug(sd, cpu);
6073
6074         rq_attach_root(rq, rd);
6075         tmp = rq->sd;
6076         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6077         destroy_sched_domains(tmp);
6078
6079         update_top_cache_domain(cpu);
6080 }
6081
6082 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6083 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6084 {
6085         int ret;
6086
6087         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6088         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6089         if (ret) {
6090                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6091                 return 0;
6092         }
6093         return 1;
6094 }
6095 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6096
6097 struct s_data {
6098         struct sched_domain ** __percpu sd;
6099         struct root_domain      *rd;
6100 };
6101
6102 enum s_alloc {
6103         sa_rootdomain,
6104         sa_sd,
6105         sa_sd_storage,
6106         sa_none,
6107 };
6108
6109 /*
6110  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6111  * domain traversal.
6112  *
6113  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6114  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6115  * range.
6116  *
6117  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6118  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6119  * cpu they're built on, so check that.
6120  *
6121  */
6122 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6123 {
6124         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6125         struct sd_data *sdd = sd->private;
6126         struct sched_domain *sibling;
6127         int i;
6128
6129         for_each_cpu(i, span) {
6130                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6131                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6132                         continue;
6133
6134                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6135         }
6136 }
6137
6138 /*
6139  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6140  * of this group that's also in the iteration mask.
6141  */
6142 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6143 {
6144         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6145 }
6146
6147 static int
6148 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6149 {
6150         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6151         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6152         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6153         struct sd_data *sdd = sd->private;
6154         struct sched_domain *sibling;
6155         int i;
6156
6157         cpumask_clear(covered);
6158
6159         for_each_cpu(i, span) {
6160                 struct cpumask *sg_span;
6161
6162                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6163                         continue;
6164
6165                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6166
6167                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6168                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6169                         continue;
6170
6171                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6172                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6173
6174                 if (!sg)
6175                         goto fail;
6176
6177                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6178                 if (sibling->child)
6179                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6180                 else
6181                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6182
6183                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6184
6185                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6186                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6187                         build_group_mask(sd, sg);
6188
6189                 /*
6190                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6191                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6192                  * die on a /0 trap.
6193                  */
6194                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6195                 sg->sgc->min_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6196
6197                 /*
6198                  * Make sure the first group of this domain contains the
6199                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6200                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6201                  */
6202                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6203                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6204                         groups = sg;
6205
6206                 if (!first)
6207                         first = sg;
6208                 if (last)
6209                         last->next = sg;
6210                 last = sg;
6211                 last->next = first;
6212         }
6213         sd->groups = groups;
6214
6215         return 0;
6216
6217 fail:
6218         free_sched_groups(first, 0);
6219
6220         return -ENOMEM;
6221 }
6222
6223 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6224 {
6225         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6226         struct sched_domain *child = sd->child;
6227
6228         if (child)
6229                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6230
6231         if (sg) {
6232                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6233                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6234                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6235         }
6236
6237         return cpu;
6238 }
6239
6240 /*
6241  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6242  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6243  * and ->cpu_capacity to 0.
6244  *
6245  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6246  */
6247 static int
6248 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6249 {
6250         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6251         struct sd_data *sdd = sd->private;
6252         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6253         struct cpumask *covered;
6254         int i;
6255
6256         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6257         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6258
6259         if (cpu != cpumask_first(span))
6260                 return 0;
6261
6262         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6263         covered = sched_domains_tmpmask;
6264
6265         cpumask_clear(covered);
6266
6267         for_each_cpu(i, span) {
6268                 struct sched_group *sg;
6269                 int group, j;
6270
6271                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6272                         continue;
6273
6274                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6275                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6276
6277                 for_each_cpu(j, span) {
6278                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6279                                 continue;
6280
6281                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6282                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6283                 }
6284
6285                 if (!first)
6286                         first = sg;
6287                 if (last)
6288                         last->next = sg;
6289                 last = sg;
6290         }
6291         last->next = first;
6292
6293         return 0;
6294 }
6295
6296 /*
6297  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6298  *
6299  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6300  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6301  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6302  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6303  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6304  * group having less cpu_capacity.
6305  */
6306 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6307 {
6308         struct sched_group *sg = sd->groups;
6309
6310         WARN_ON(!sg);
6311
6312         do {
6313                 int cpu, max_cpu = -1;
6314
6315                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6316
6317                 if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6318                         goto next;
6319
6320                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg)) {
6321                         if (max_cpu < 0)
6322                                 max_cpu = cpu;
6323                         else if (sched_asym_prefer(cpu, max_cpu))
6324                                 max_cpu = cpu;
6325                 }
6326                 sg->asym_prefer_cpu = max_cpu;
6327
6328 next:
6329                 sg = sg->next;
6330         } while (sg != sd->groups);
6331
6332         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6333                 return;
6334
6335         update_group_capacity(sd, cpu);
6336 }
6337
6338 /*
6339  * Initializers for schedule domains
6340  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6341  */
6342
6343 static int default_relax_domain_level = -1;
6344 int sched_domain_level_max;
6345
6346 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6347 {
6348         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6349                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6350
6351         return 1;
6352 }
6353 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6354
6355 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6356                                  struct sched_domain_attr *attr)
6357 {
6358         int request;
6359
6360         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6361                 if (default_relax_domain_level < 0)
6362                         return;
6363                 else
6364                         request = default_relax_domain_level;
6365         } else
6366                 request = attr->relax_domain_level;
6367         if (request < sd->level) {
6368                 /* turn off idle balance on this domain */
6369                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6370         } else {
6371                 /* turn on idle balance on this domain */
6372                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6373         }
6374 }
6375
6376 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6377 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6378
6379 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6380                                  const struct cpumask *cpu_map)
6381 {
6382         switch (what) {
6383         case sa_rootdomain:
6384                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6385                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6386         case sa_sd:
6387                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6388         case sa_sd_storage:
6389                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6390         case sa_none:
6391                 break;
6392         }
6393 }
6394
6395 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6396                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6397 {
6398         memset(d, 0, sizeof(*d));
6399
6400         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6401                 return sa_sd_storage;
6402         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6403         if (!d->sd)
6404                 return sa_sd_storage;
6405         d->rd = alloc_rootdomain();
6406         if (!d->rd)
6407                 return sa_sd;
6408         return sa_rootdomain;
6409 }
6410
6411 /*
6412  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6413  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6414  * will not free the data we're using.
6415  */
6416 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6417 {
6418         struct sd_data *sdd = sd->private;
6419
6420         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6421         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6422
6423         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu))->ref))
6424                 *per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu) = NULL;
6425
6426         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6427                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6428
6429         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6430                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6431 }
6432
6433 #ifdef CONFIG_NUMA
6434 static int sched_domains_numa_levels;
6435 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6436 static int *sched_domains_numa_distance;
6437 int sched_max_numa_distance;
6438 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6439 static int sched_domains_curr_level;
6440 #endif
6441
6442 /*
6443  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6444  *
6445  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6446  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6447  * function:
6448  *
6449  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6450  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6451  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6452  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6453  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6454  *
6455  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6456  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6457  *
6458  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6459  */
6460 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6461         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6462          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6463          SD_NUMA |                      \
6464          SD_ASYM_PACKING |              \
6465          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6466          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6467
6468 static struct sched_domain *
6469 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6470         const struct cpumask *cpu_map,
6471         struct sched_domain *child, int cpu)
6472 {
6473         struct sd_data *sdd = &tl->data;
6474         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6475         int sd_id, sd_weight, sd_flags = 0;
6476
6477 #ifdef CONFIG_NUMA
6478         /*
6479          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6480          */
6481         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6482 #endif
6483
6484         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6485
6486         if (tl->sd_flags)
6487                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6488         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6489                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6490                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6491
6492         *sd = (struct sched_domain){
6493                 .min_interval           = sd_weight,
6494                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6495                 .busy_factor            = 32,
6496                 .imbalance_pct          = 125,
6497
6498                 .cache_nice_tries       = 0,
6499                 .busy_idx               = 0,
6500                 .idle_idx               = 0,
6501                 .newidle_idx            = 0,
6502                 .wake_idx               = 0,
6503                 .forkexec_idx           = 0,
6504
6505                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6506                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6507                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6508                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6509                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6510                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6511                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6512                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6513                                         | 0*SD_SERIALIZE
6514                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6515                                         | 0*SD_NUMA
6516                                         | sd_flags
6517                                         ,
6518
6519                 .last_balance           = jiffies,
6520                 .balance_interval       = sd_weight,
6521                 .smt_gain               = 0,
6522                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6523                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6524                 .child                  = child,
6525 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6526                 .name                   = tl->name,
6527 #endif
6528         };
6529
6530         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6531         sd_id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6532
6533         /*
6534          * Convert topological properties into behaviour.
6535          */
6536
6537         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6538                 struct sched_domain *t = sd;
6539
6540                 for_each_lower_domain(t)
6541                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6542         }
6543
6544         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6545                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6546                 sd->imbalance_pct = 110;
6547                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6548
6549         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6550                 sd->imbalance_pct = 117;
6551                 sd->cache_nice_tries = 1;
6552                 sd->busy_idx = 2;
6553
6554 #ifdef CONFIG_NUMA
6555         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6556                 sd->cache_nice_tries = 2;
6557                 sd->busy_idx = 3;
6558                 sd->idle_idx = 2;
6559
6560                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6561                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6562                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6563                                        SD_BALANCE_FORK |
6564                                        SD_WAKE_AFFINE);
6565                 }
6566
6567 #endif
6568         } else {
6569                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6570                 sd->cache_nice_tries = 1;
6571                 sd->busy_idx = 2;
6572                 sd->idle_idx = 1;
6573         }
6574
6575         /*
6576          * For all levels sharing cache; connect a sched_domain_shared
6577          * instance.
6578          */
6579         if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6580                 sd->shared = *per_cpu_ptr(sdd->sds, sd_id);
6581                 atomic_inc(&sd->shared->ref);
6582                 atomic_set(&sd->shared->nr_busy_cpus, sd_weight);
6583         }
6584
6585         sd->private = sdd;
6586
6587         return sd;
6588 }
6589
6590 /*
6591  * Topology list, bottom-up.
6592  */
6593 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6594 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6595         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6596 #endif
6597 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6598         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6599 #endif
6600         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6601         { NULL, },
6602 };
6603
6604 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6605         default_topology;
6606
6607 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6608         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6609
6610 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6611 {
6612         if (WARN_ON_ONCE(sched_smp_initialized))
6613                 return;
6614
6615         sched_domain_topology = tl;
6616 }
6617
6618 #ifdef CONFIG_NUMA
6619
6620 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6621 {
6622         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6623 }
6624
6625 static void sched_numa_warn(const char *str)
6626 {
6627         static int done = false;
6628         int i,j;
6629
6630         if (done)
6631                 return;
6632
6633         done = true;
6634
6635         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6636
6637         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6638                 printk(KERN_WARNING "  ");
6639                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6640                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6641                 printk(KERN_CONT "\n");
6642         }
6643         printk(KERN_WARNING "\n");
6644 }
6645
6646 bool find_numa_distance(int distance)
6647 {
6648         int i;
6649
6650         if (distance == node_distance(0, 0))
6651                 return true;
6652
6653         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6654                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6655                         return true;
6656         }
6657
6658         return false;
6659 }
6660
6661 /*
6662  * A system can have three types of NUMA topology:
6663  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6664  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6665  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6666  *
6667  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6668  * topology lies in whether communication between not directly
6669  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6670  * could run), or through backplane controllers. This affects
6671  * placement of programs.
6672  *
6673  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6674  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6675  *   is directly connected.
6676  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6677  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6678  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6679  */
6680 static void init_numa_topology_type(void)
6681 {
6682         int a, b, c, n;
6683
6684         n = sched_max_numa_distance;
6685
6686         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6687                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6688                 return;
6689         }
6690
6691         for_each_online_node(a) {
6692                 for_each_online_node(b) {
6693                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6694                         if (node_distance(a, b) < n)
6695                                 continue;
6696
6697                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6698                         for_each_online_node(c) {
6699                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6700                                     node_distance(b, c) < n) {
6701                                         sched_numa_topology_type =
6702                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6703                                         return;
6704                                 }
6705                         }
6706
6707                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6708                         return;
6709                 }
6710         }
6711 }
6712
6713 static void sched_init_numa(void)
6714 {
6715         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6716         struct sched_domain_topology_level *tl;
6717         int level = 0;
6718         int i, j, k;
6719
6720         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6721         if (!sched_domains_numa_distance)
6722                 return;
6723
6724         /*
6725          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6726          * unique distances in the node_distance() table.
6727          *
6728          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6729          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6730          */
6731         next_distance = curr_distance;
6732         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6733                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6734                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6735                                 int distance = node_distance(i, k);
6736
6737                                 if (distance > curr_distance &&
6738                                     (distance < next_distance ||
6739                                      next_distance == curr_distance))
6740                                         next_distance = distance;
6741
6742                                 /*
6743                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6744                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6745                                  * equally connected to A.
6746                                  */
6747                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6748                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6749
6750                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6751                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6752                         }
6753                         if (next_distance != curr_distance) {
6754                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6755                                 sched_domains_numa_levels = level;
6756                                 curr_distance = next_distance;
6757                         } else break;
6758                 }
6759
6760                 /*
6761                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6762                  */
6763                 if (!sched_debug())
6764                         break;
6765         }
6766
6767         if (!level)
6768                 return;
6769
6770         /*
6771          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6772          * identity distance node_distance(i,i).
6773          *
6774          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6775          * numbers.
6776          */
6777
6778         /*
6779          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6780          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6781          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6782          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6783          * in other functions.
6784          *
6785          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6786          */
6787         sched_domains_numa_levels = 0;
6788
6789         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6790         if (!sched_domains_numa_masks)
6791                 return;
6792
6793         /*
6794          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6795          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6796          */
6797         for (i = 0; i < level; i++) {
6798                 sched_domains_numa_masks[i] =
6799                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6800                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6801                         return;
6802
6803                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6804                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6805                         if (!mask)
6806                                 return;
6807
6808                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6809
6810                         for_each_node(k) {
6811                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6812                                         continue;
6813
6814                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6815                         }
6816                 }
6817         }
6818
6819         /* Compute default topology size */
6820         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6821
6822         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6823                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6824         if (!tl)
6825                 return;
6826
6827         /*
6828          * Copy the default topology bits..
6829          */
6830         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6831                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6832
6833         /*
6834          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6835          */
6836         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6837                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6838                         .mask = sd_numa_mask,
6839                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6840                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6841                         .numa_level = j,
6842                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6843                 };
6844         }
6845
6846         sched_domain_topology = tl;
6847
6848         sched_domains_numa_levels = level;
6849         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6850
6851         init_numa_topology_type();
6852 }
6853
6854 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6855 {
6856         int node = cpu_to_node(cpu);
6857         int i, j;
6858
6859         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6860                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6861                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6862                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6863                 }
6864         }
6865 }
6866
6867 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6868 {
6869         int i, j;
6870
6871         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6872                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6873                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6874         }
6875 }
6876
6877 #else
6878 static inline void sched_init_numa(void) { }
6879 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6880 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6881 #endif /* CONFIG_NUMA */
6882
6883 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6884 {
6885         struct sched_domain_topology_level *tl;
6886         int j;
6887
6888         for_each_sd_topology(tl) {
6889                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6890
6891                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6892                 if (!sdd->sd)
6893                         return -ENOMEM;
6894
6895                 sdd->sds = alloc_percpu(struct sched_domain_shared *);
6896                 if (!sdd->sds)
6897                         return -ENOMEM;
6898
6899                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6900                 if (!sdd->sg)
6901                         return -ENOMEM;
6902
6903                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6904                 if (!sdd->sgc)
6905                         return -ENOMEM;
6906
6907                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6908                         struct sched_domain *sd;
6909                         struct sched_domain_shared *sds;
6910                         struct sched_group *sg;
6911                         struct sched_group_capacity *sgc;
6912
6913                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6914                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6915                         if (!sd)
6916                                 return -ENOMEM;
6917
6918                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6919
6920                         sds = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain_shared),
6921                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6922                         if (!sds)
6923                                 return -ENOMEM;
6924
6925                         *per_cpu_ptr(sdd->sds, j) = sds;
6926
6927                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6928                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6929                         if (!sg)
6930                                 return -ENOMEM;
6931
6932                         sg->next = sg;
6933
6934                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6935
6936                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6937                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6938                         if (!sgc)
6939                                 return -ENOMEM;
6940
6941                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6942                 }
6943         }
6944
6945         return 0;
6946 }
6947
6948 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6949 {
6950         struct sched_domain_topology_level *tl;
6951         int j;
6952
6953         for_each_sd_topology(tl) {
6954                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6955
6956                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6957                         struct sched_domain *sd;
6958
6959                         if (sdd->sd) {
6960                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6961                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6962                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6963                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6964                         }
6965
6966                         if (sdd->sds)
6967                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sds, j));
6968                         if (sdd->sg)
6969                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6970                         if (sdd->sgc)
6971                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6972                 }
6973                 free_percpu(sdd->sd);
6974                 sdd->sd = NULL;
6975                 free_percpu(sdd->sds);
6976                 sdd->sds = NULL;
6977                 free_percpu(sdd->sg);
6978                 sdd->sg = NULL;
6979                 free_percpu(sdd->sgc);
6980                 sdd->sgc = NULL;
6981         }
6982 }
6983
6984 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6985                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6986                 struct sched_domain *child, int cpu)
6987 {
6988         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu_map, child, cpu);
6989
6990         if (child) {
6991                 sd->level = child->level + 1;
6992                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6993                 child->parent = sd;
6994
6995                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6996                                     sched_domain_span(sd))) {
6997                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6998 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6999                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
7000                                         child->name, sd->name);
7001 #endif
7002                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7003                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7004                                    sched_domain_span(sd),
7005                                    sched_domain_span(child));
7006                 }
7007
7008         }
7009         set_domain_attribute(sd, attr);
7010
7011         return sd;
7012 }
7013
7014 /*
7015  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7016  * to the individual cpus
7017  */
7018 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7019                                struct sched_domain_attr *attr)
7020 {
7021         enum s_alloc alloc_state;
7022         struct sched_domain *sd;
7023         struct s_data d;
7024         struct rq *rq = NULL;
7025         int i, ret = -ENOMEM;
7026
7027         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7028         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7029                 goto error;
7030
7031         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7032         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7033                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7034
7035                 sd = NULL;
7036                 for_each_sd_topology(tl) {
7037                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7038                         if (tl == sched_domain_topology)
7039                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7040                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7041                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7042                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7043                                 break;
7044                 }
7045         }
7046
7047         /* Build the groups for the domains */
7048         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7049                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7050                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7051                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7052                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7053                                         goto error;
7054                         } else {
7055                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7056                                         goto error;
7057                         }
7058                 }
7059         }
7060
7061         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7062         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7063                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7064                         continue;
7065
7066                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7067                         claim_allocations(i, sd);
7068                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7069                 }
7070         }
7071
7072         /* Attach the domains */
7073         rcu_read_lock();
7074         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7075                 rq = cpu_rq(i);
7076                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7077
7078                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
7079                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
7080                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
7081
7082                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7083         }
7084         rcu_read_unlock();
7085
7086         if (rq && sched_debug_enabled) {
7087                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
7088                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
7089         }
7090
7091         ret = 0;
7092 error:
7093         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7094         return ret;
7095 }
7096
7097 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7098 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7099 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7100                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7101
7102 /*
7103  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7104  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7105  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7106  */
7107 static cpumask_var_t fallback_doms;
7108
7109 /*
7110  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7111  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7112  * or 0 if it stayed the same.
7113  */
7114 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7115 {
7116         return 0;
7117 }
7118
7119 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7120 {
7121         int i;
7122         cpumask_var_t *doms;
7123
7124         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7125         if (!doms)
7126                 return NULL;
7127         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7128                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7129                         free_sched_domains(doms, i);
7130                         return NULL;
7131                 }
7132         }
7133         return doms;
7134 }
7135
7136 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7137 {
7138         unsigned int i;
7139         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7140                 free_cpumask_var(doms[i]);
7141         kfree(doms);
7142 }
7143
7144 /*
7145  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7146  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7147  * exclude other special cases in the future.
7148  */
7149 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7150 {
7151         int err;
7152
7153         arch_update_cpu_topology();
7154         ndoms_cur = 1;
7155         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7156         if (!doms_cur)
7157                 doms_cur = &fallback_doms;
7158         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7159         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7160         register_sched_domain_sysctl();
7161
7162         return err;
7163 }
7164
7165 /*
7166  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7167  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7168  */
7169 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7170 {
7171         int i;
7172
7173         rcu_read_lock();
7174         for_each_cpu(i, cpu_map)
7175                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7176         rcu_read_unlock();
7177 }
7178
7179 /* handle null as "default" */
7180 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7181                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7182 {
7183         struct sched_domain_attr tmp;
7184
7185         /* fast path */
7186         if (!new && !cur)
7187                 return 1;
7188
7189         tmp = SD_ATTR_INIT;
7190         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7191                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7192                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7193 }
7194
7195 /*
7196  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7197  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7198  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7199  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7200  *
7201  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7202  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7203  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7204  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7205  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7206  * it as it is.
7207  *
7208  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7209  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7210  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7211  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7212  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7213  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7214  *
7215  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7216  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7217  * and it will not create the default domain.
7218  *
7219  * Call with hotplug lock held
7220  */
7221 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7222                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7223 {
7224         int i, j, n;
7225         int new_topology;
7226
7227         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7228
7229         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7230         unregister_sched_domain_sysctl();
7231
7232         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7233         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7234
7235         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7236
7237         /* Destroy deleted domains */
7238         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7239                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7240                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7241                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7242                                 goto match1;
7243                 }
7244                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7245                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7246 match1:
7247                 ;
7248         }
7249
7250         n = ndoms_cur;
7251         if (doms_new == NULL) {
7252                 n = 0;
7253                 doms_new = &fallback_doms;
7254                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7255                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7256         }
7257
7258         /* Build new domains */
7259         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7260                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7261                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7262                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7263                                 goto match2;
7264                 }
7265                 /* no match - add a new doms_new */
7266                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7267 match2:
7268                 ;
7269         }
7270
7271         /* Remember the new sched domains */
7272         if (doms_cur != &fallback_doms)
7273                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7274         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7275         doms_cur = doms_new;
7276         dattr_cur = dattr_new;
7277         ndoms_cur = ndoms_new;
7278
7279         register_sched_domain_sysctl();
7280
7281         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7282 }
7283
7284 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7285
7286 /*
7287  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7288  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7289  * around partition_sched_domains().
7290  *
7291  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7292  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7293  */
7294 static void cpuset_cpu_active(void)
7295 {
7296         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7297                 /*
7298                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7299                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7300                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7301                  * domain, ignoring cpusets.
7302                  */
7303                 num_cpus_frozen--;
7304                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7305                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7306                         return;
7307                 }
7308                 /*
7309                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7310                  * restore the original sched domains by considering the
7311                  * cpuset configurations.
7312                  */
7313         }
7314         cpuset_update_active_cpus(true);
7315 }
7316
7317 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7318 {
7319         unsigned long flags;
7320         struct dl_bw *dl_b;
7321         bool overflow;
7322         int cpus;
7323
7324         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7325                 rcu_read_lock_sched();
7326                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7327
7328                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7329                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7330                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7331                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7332
7333                 rcu_read_unlock_sched();
7334
7335                 if (overflow)
7336                         return -EBUSY;
7337                 cpuset_update_active_cpus(false);
7338         } else {
7339                 num_cpus_frozen++;
7340                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7341         }
7342         return 0;
7343 }
7344
7345 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7346 {
7347         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7348         unsigned long flags;
7349
7350         set_cpu_active(cpu, true);
7351
7352         if (sched_smp_initialized) {
7353                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7354                 cpuset_cpu_active();
7355         }
7356
7357         /*
7358          * Put the rq online, if not already. This happens:
7359          *
7360          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7361          *    after all cpus have been brought up.
7362          *
7363          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7364          *    domains.
7365          */
7366         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7367         if (rq->rd) {
7368                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7369                 set_rq_online(rq);
7370         }
7371         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7372
7373         update_max_interval();
7374
7375         return 0;
7376 }
7377
7378 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7379 {
7380         int ret;
7381
7382         set_cpu_active(cpu, false);
7383         /*
7384          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7385          * users of this state to go away such that all new such users will
7386          * observe it.
7387          *
7388          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7389          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7390          *
7391          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7392          */
7393         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7394                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7395         else
7396                 synchronize_rcu();
7397
7398         if (!sched_smp_initialized)
7399                 return 0;
7400
7401         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7402         if (ret) {
7403                 set_cpu_active(cpu, true);
7404                 return ret;
7405         }
7406         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7407         return 0;
7408 }
7409
7410 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7411 {
7412         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7413
7414         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7415         update_max_interval();
7416 }
7417
7418 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7419 {
7420         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7421         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7422         return 0;
7423 }
7424
7425 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7426 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7427 {
7428         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7429         unsigned long flags;
7430
7431         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7432         sched_ttwu_pending();
7433         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7434         if (rq->rd) {
7435                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7436                 set_rq_offline(rq);
7437         }
7438         migrate_tasks(rq);
7439         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7440         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7441         calc_load_migrate(rq);
7442         update_max_interval();
7443         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7444         hrtick_clear(rq);
7445         return 0;
7446 }
7447 #endif
7448
7449 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7450 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7451
7452 static void sched_init_smt(void)
7453 {
7454         /*
7455          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
7456          * has SMT siblings, CPU0 will too.
7457          */
7458         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
7459                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
7460 }
7461 #else
7462 static inline void sched_init_smt(void) { }
7463 #endif
7464
7465 void __init sched_init_smp(void)
7466 {
7467         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7468
7469         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7470         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7471
7472         sched_init_numa();
7473
7474         /*
7475          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7476          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7477          * happen.
7478          */
7479         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7480         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7481         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7482         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7483                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7484         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7485
7486         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7487         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7488                 BUG();
7489         sched_init_granularity();
7490         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7491
7492         init_sched_rt_class();
7493         init_sched_dl_class();
7494
7495         sched_init_smt();
7496
7497         sched_smp_initialized = true;
7498 }
7499
7500 static int __init migration_init(void)
7501 {
7502         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7503         return 0;
7504 }
7505 early_initcall(migration_init);
7506
7507 #else
7508 void __init sched_init_smp(void)
7509 {
7510         sched_init_granularity();
7511 }
7512 #endif /* CONFIG_SMP */
7513
7514 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7515 {
7516         return in_lock_functions(addr) ||
7517                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7518                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7519 }
7520
7521 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7522 /*
7523  * Default task group.
7524  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7525  */
7526 struct task_group root_task_group;
7527 LIST_HEAD(task_groups);
7528
7529 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7530 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7531 #endif
7532
7533 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7534 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7535
7536 #define WAIT_TABLE_BITS 8
7537 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
7538 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
7539
7540 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
7541 {
7542         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
7543         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
7544
7545         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
7546 }
7547 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
7548
7549 void __init sched_init(void)
7550 {
7551         int i, j;
7552         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7553
7554         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
7555                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
7556
7557 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7558         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7559 #endif
7560 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7561         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7562 #endif
7563         if (alloc_size) {
7564                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7565
7566 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7567                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7568                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7569
7570                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7571                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7572
7573 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7574 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7575                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7576                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7577
7578                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7579                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7580
7581 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7582         }
7583 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7584         for_each_possible_cpu(i) {
7585                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7586                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7587                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7588                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7589         }
7590 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7591
7592         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7593                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7594         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7595                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7596
7597 #ifdef CONFIG_SMP
7598         init_defrootdomain();
7599 #endif
7600
7601 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7602         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7603                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7604 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7605
7606 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7607         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7608
7609         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7610         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7611         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7612         autogroup_init(&init_task);
7613 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7614
7615         for_each_possible_cpu(i) {
7616                 struct rq *rq;
7617
7618                 rq = cpu_rq(i);
7619                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7620                 rq->nr_running = 0;
7621                 rq->calc_load_active = 0;
7622                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7623                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7624                 init_rt_rq(&rq->rt);
7625                 init_dl_rq(&rq->dl);
7626 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7627                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7628                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7629                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7630                 /*
7631                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7632                  *
7633                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7634                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7635                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7636                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7637                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7638                  * (se->load.weight).
7639                  *
7640                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7641                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7642                  * then A0's share of the cpu resource is:
7643                  *
7644                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7645                  *
7646                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7647                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7648                  */
7649                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7650                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7651 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7652
7653                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7654 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7655                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7656 #endif
7657
7658                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7659                         rq->cpu_load[j] = 0;
7660
7661 #ifdef CONFIG_SMP
7662                 rq->sd = NULL;
7663                 rq->rd = NULL;
7664                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7665                 rq->balance_callback = NULL;
7666                 rq->active_balance = 0;
7667                 rq->next_balance = jiffies;
7668                 rq->push_cpu = 0;
7669                 rq->cpu = i;
7670                 rq->online = 0;
7671                 rq->idle_stamp = 0;
7672                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7673                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7674
7675                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7676
7677                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7678 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7679                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7680                 rq->nohz_flags = 0;
7681 #endif
7682 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7683                 rq->last_sched_tick = 0;
7684 #endif
7685 #endif /* CONFIG_SMP */
7686                 init_rq_hrtick(rq);
7687                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7688         }
7689
7690         set_load_weight(&init_task);
7691
7692         /*
7693          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7694          */
7695         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7696         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7697
7698         /*
7699          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7700          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7701          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7702          * when this runqueue becomes "idle".
7703          */
7704         init_idle(current, smp_processor_id());
7705
7706         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7707
7708 #ifdef CONFIG_SMP
7709         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7710         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7711         if (cpu_isolated_map == NULL)
7712                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7713         idle_thread_set_boot_cpu();
7714         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7715 #endif
7716         init_sched_fair_class();
7717
7718         init_schedstats();
7719
7720         scheduler_running = 1;
7721 }
7722
7723 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7724 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7725 {
7726         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7727
7728         return (nested == preempt_offset);
7729 }
7730
7731 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7732 {
7733         /*
7734          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7735          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7736          * otherwise we will destroy state.
7737          */
7738         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7739                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7740                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7741                         current->state,
7742                         (void *)current->task_state_change,
7743                         (void *)current->task_state_change);
7744
7745         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7746 }
7747 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7748
7749 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7750 {
7751         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7752         unsigned long preempt_disable_ip;
7753
7754         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7755         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7756              !is_idle_task(current)) ||
7757             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7758                 return;
7759         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7760                 return;
7761         prev_jiffy = jiffies;
7762
7763         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7764         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7765
7766         printk(KERN_ERR
7767                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7768                         file, line);
7769         printk(KERN_ERR
7770                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7771                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7772                         current->pid, current->comm);
7773
7774         if (task_stack_end_corrupted(current))
7775                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7776
7777         debug_show_held_locks(current);
7778         if (irqs_disabled())
7779                 print_irqtrace_events(current);
7780         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7781             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7782                 pr_err("Preemption disabled at:");
7783                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7784                 pr_cont("\n");
7785         }
7786         dump_stack();
7787         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7788 }
7789 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7790 #endif
7791
7792 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7793 void normalize_rt_tasks(void)
7794 {
7795         struct task_struct *g, *p;
7796         struct sched_attr attr = {
7797                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7798         };
7799
7800         read_lock(&tasklist_lock);
7801         for_each_process_thread(g, p) {
7802                 /*
7803                  * Only normalize user tasks:
7804                  */
7805                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7806                         continue;
7807
7808                 p->se.exec_start = 0;
7809                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7810                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7811                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7812
7813                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7814                         /*
7815                          * Renice negative nice level userspace
7816                          * tasks back to 0:
7817                          */
7818                         if (task_nice(p) < 0)
7819                                 set_user_nice(p, 0);
7820                         continue;
7821                 }
7822
7823                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7824         }
7825         read_unlock(&tasklist_lock);
7826 }
7827
7828 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7829
7830 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7831 /*
7832  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7833  *
7834  * They can only be called when the whole system has been
7835  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7836  * activity can take place. Using them for anything else would
7837  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7838  * under any other configuration.
7839  */
7840
7841 /**
7842  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7843  * @cpu: the processor in question.
7844  *
7845  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7846  *
7847  * Return: The current task for @cpu.
7848  */
7849 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7850 {
7851         return cpu_curr(cpu);
7852 }
7853
7854 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7855
7856 #ifdef CONFIG_IA64
7857 /**
7858  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7859  * @cpu: the processor in question.
7860  * @p: the task pointer to set.
7861  *
7862  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7863  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7864  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7865  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7866  * and caller must save the original value of the current task (see
7867  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7868  * re-starting the system.
7869  *
7870  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7871  */
7872 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7873 {
7874         cpu_curr(cpu) = p;
7875 }
7876
7877 #endif
7878
7879 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7880 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7881 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7882
7883 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7884 {
7885         free_fair_sched_group(tg);
7886         free_rt_sched_group(tg);
7887         autogroup_free(tg);
7888         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7889 }
7890
7891 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7892 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7893 {
7894         struct task_group *tg;
7895
7896         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7897         if (!tg)
7898                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7899
7900         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7901                 goto err;
7902
7903         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7904                 goto err;
7905
7906         return tg;
7907
7908 err:
7909         sched_free_group(tg);
7910         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7911 }
7912
7913 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7914 {
7915         unsigned long flags;
7916
7917         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7918         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7919
7920         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7921
7922         tg->parent = parent;
7923         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7924         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7925         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7926
7927         online_fair_sched_group(tg);
7928 }
7929
7930 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7931 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7932 {
7933         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7934         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7935 }
7936
7937 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7938 {
7939         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7940         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7941 }
7942
7943 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7944 {
7945         unsigned long flags;
7946
7947         /* end participation in shares distribution */
7948         unregister_fair_sched_group(tg);
7949
7950         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7951         list_del_rcu(&tg->list);
7952         list_del_rcu(&tg->siblings);
7953         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7954 }
7955
7956 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7957 {
7958         struct task_group *tg;
7959
7960         /*
7961          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7962          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7963          * to prevent lockdep warnings.
7964          */
7965         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7966                           struct task_group, css);
7967         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7968         tsk->sched_task_group = tg;
7969
7970 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7971         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7972                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7973         else
7974 #endif
7975                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7976 }
7977
7978 /*
7979  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7980  *
7981  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7982  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7983  * its new group.
7984  */
7985 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7986 {
7987         int queued, running;
7988         struct rq_flags rf;
7989         struct rq *rq;
7990
7991         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7992
7993         running = task_current(rq, tsk);
7994         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7995
7996         if (queued)
7997                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7998         if (unlikely(running))
7999                 put_prev_task(rq, tsk);
8000
8001         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
8002
8003         if (queued)
8004                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
8005         if (unlikely(running))
8006                 set_curr_task(rq, tsk);
8007
8008         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8009 }
8010 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8011
8012 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8013 /*
8014  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8015  */
8016 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8017
8018 /* Must be called with tasklist_lock held */
8019 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8020 {
8021         struct task_struct *g, *p;
8022
8023         /*
8024          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8025          */
8026         if (task_group_is_autogroup(tg))
8027                 return 0;
8028
8029         for_each_process_thread(g, p) {
8030                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8031                         return 1;
8032         }
8033
8034         return 0;
8035 }
8036
8037 struct rt_schedulable_data {
8038         struct task_group *tg;
8039         u64 rt_period;
8040         u64 rt_runtime;
8041 };
8042
8043 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8044 {
8045         struct rt_schedulable_data *d = data;
8046         struct task_group *child;
8047         unsigned long total, sum = 0;
8048         u64 period, runtime;
8049
8050         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8051         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8052
8053         if (tg == d->tg) {
8054                 period = d->rt_period;
8055                 runtime = d->rt_runtime;
8056         }
8057
8058         /*
8059          * Cannot have more runtime than the period.
8060          */
8061         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8062                 return -EINVAL;
8063
8064         /*
8065          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8066          */
8067         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8068                 return -EBUSY;
8069
8070         total = to_ratio(period, runtime);
8071
8072         /*
8073          * Nobody can have more than the global setting allows.
8074          */
8075         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8076                 return -EINVAL;
8077
8078         /*
8079          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8080          */
8081         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8082                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8083                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8084
8085                 if (child == d->tg) {
8086                         period = d->rt_period;
8087                         runtime = d->rt_runtime;
8088                 }
8089
8090                 sum += to_ratio(period, runtime);
8091         }
8092
8093         if (sum > total)
8094                 return -EINVAL;
8095
8096         return 0;
8097 }
8098
8099 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8100 {
8101         int ret;
8102
8103         struct rt_schedulable_data data = {
8104                 .tg = tg,
8105                 .rt_period = period,
8106                 .rt_runtime = runtime,
8107         };
8108
8109         rcu_read_lock();
8110         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8111         rcu_read_unlock();
8112
8113         return ret;
8114 }
8115
8116 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8117                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8118 {
8119         int i, err = 0;
8120
8121         /*
8122          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8123          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8124          */
8125         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8126                 return -EINVAL;
8127
8128         /* No period doesn't make any sense. */
8129         if (rt_period == 0)
8130                 return -EINVAL;
8131
8132         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8133         read_lock(&tasklist_lock);
8134         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8135         if (err)
8136                 goto unlock;
8137
8138         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8139         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8140         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8141
8142         for_each_possible_cpu(i) {
8143                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8144
8145                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8146                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8147                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8148         }
8149         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8150 unlock:
8151         read_unlock(&tasklist_lock);
8152         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8153
8154         return err;
8155 }
8156
8157 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8158 {
8159         u64 rt_runtime, rt_period;
8160
8161         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8162         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8163         if (rt_runtime_us < 0)
8164                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8165
8166         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8167 }
8168
8169 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8170 {
8171         u64 rt_runtime_us;
8172
8173         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8174                 return -1;
8175
8176         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8177         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8178         return rt_runtime_us;
8179 }
8180
8181 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8182 {
8183         u64 rt_runtime, rt_period;
8184
8185         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8186         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8187
8188         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8189 }
8190
8191 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8192 {
8193         u64 rt_period_us;
8194
8195         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8196         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8197         return rt_period_us;
8198 }
8199 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8200
8201 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8202 static int sched_rt_global_constraints(void)
8203 {
8204         int ret = 0;
8205
8206         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8207         read_lock(&tasklist_lock);
8208         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8209         read_unlock(&tasklist_lock);
8210         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8211
8212         return ret;
8213 }
8214
8215 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8216 {
8217         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8218         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8219                 return 0;
8220
8221         return 1;
8222 }
8223
8224 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8225 static int sched_rt_global_constraints(void)
8226 {
8227         unsigned long flags;
8228         int i;
8229
8230         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8231         for_each_possible_cpu(i) {
8232                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8233
8234                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8235                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8236                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8237         }
8238         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8239
8240         return 0;
8241 }
8242 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8243
8244 static int sched_dl_global_validate(void)
8245 {
8246         u64 runtime = global_rt_runtime();
8247         u64 period = global_rt_period();
8248         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8249         struct dl_bw *dl_b;
8250         int cpu, ret = 0;
8251         unsigned long flags;
8252
8253         /*
8254          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8255          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8256          * any of the root_domains.
8257          *
8258          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8259          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8260          * solutions is welcome!
8261          */
8262         for_each_possible_cpu(cpu) {
8263                 rcu_read_lock_sched();
8264                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8265
8266                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8267                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8268                         ret = -EBUSY;
8269                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8270
8271                 rcu_read_unlock_sched();
8272
8273                 if (ret)
8274                         break;
8275         }
8276
8277         return ret;
8278 }
8279
8280 static void sched_dl_do_global(void)
8281 {
8282         u64 new_bw = -1;
8283         struct dl_bw *dl_b;
8284         int cpu;
8285         unsigned long flags;
8286
8287         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8288         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8289
8290         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8291                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8292
8293         /*
8294          * FIXME: As above...
8295          */
8296         for_each_possible_cpu(cpu) {
8297                 rcu_read_lock_sched();
8298                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8299
8300                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8301                 dl_b->bw = new_bw;
8302                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8303
8304                 rcu_read_unlock_sched();
8305         }
8306 }
8307
8308 static int sched_rt_global_validate(void)
8309 {
8310         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8311                 return -EINVAL;
8312
8313         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8314                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8315                 return -EINVAL;
8316
8317         return 0;
8318 }
8319
8320 static void sched_rt_do_global(void)
8321 {
8322         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8323         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8324 }
8325
8326 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8327                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8328                 loff_t *ppos)
8329 {
8330         int old_period, old_runtime;
8331         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8332         int ret;
8333
8334         mutex_lock(&mutex);
8335         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8336         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8337
8338         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8339
8340         if (!ret && write) {
8341                 ret = sched_rt_global_validate();
8342                 if (ret)
8343                         goto undo;
8344
8345                 ret = sched_dl_global_validate();
8346                 if (ret)
8347                         goto undo;
8348
8349                 ret = sched_rt_global_constraints();
8350                 if (ret)
8351                         goto undo;
8352
8353                 sched_rt_do_global();
8354                 sched_dl_do_global();
8355         }
8356         if (0) {
8357 undo:
8358                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8359                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8360         }
8361         mutex_unlock(&mutex);
8362
8363         return ret;
8364 }
8365
8366 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8367                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8368                 loff_t *ppos)
8369 {
8370         int ret;
8371         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8372
8373         mutex_lock(&mutex);
8374         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8375         /* make sure that internally we keep jiffies */
8376         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8377         if (!ret && write) {
8378                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8379                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8380         }
8381         mutex_unlock(&mutex);
8382         return ret;
8383 }
8384
8385 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8386
8387 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8388 {
8389         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8390 }
8391
8392 static struct cgroup_subsys_state *
8393 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8394 {
8395         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8396         struct task_group *tg;
8397
8398         if (!parent) {
8399                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8400                 return &root_task_group.css;
8401         }
8402
8403         tg = sched_create_group(parent);
8404         if (IS_ERR(tg))
8405                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8406
8407         sched_online_group(tg, parent);
8408
8409         return &tg->css;
8410 }
8411
8412 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8413 {
8414         struct task_group *tg = css_tg(css);
8415
8416         sched_offline_group(tg);
8417 }
8418
8419 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8420 {
8421         struct task_group *tg = css_tg(css);
8422
8423         /*
8424          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8425          */
8426         sched_free_group(tg);
8427 }
8428
8429 /*
8430  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8431  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8432  */
8433 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8434 {
8435         struct rq_flags rf;
8436         struct rq *rq;
8437
8438         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8439
8440         update_rq_clock(rq);
8441         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8442
8443         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8444 }
8445
8446 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8447 {
8448         struct task_struct *task;
8449         struct cgroup_subsys_state *css;
8450         int ret = 0;
8451
8452         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8453 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8454                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8455                         return -EINVAL;
8456 #else
8457                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8458                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8459                         return -EINVAL;
8460 #endif
8461                 /*
8462                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8463                  * running, we're sure to observe its full state.
8464                  */
8465                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8466                 /*
8467                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8468                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8469                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8470                  */
8471                 if (task->state == TASK_NEW)
8472                         ret = -EINVAL;
8473                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8474
8475                 if (ret)
8476                         break;
8477         }
8478         return ret;
8479 }
8480
8481 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8482 {
8483         struct task_struct *task;
8484         struct cgroup_subsys_state *css;
8485
8486         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8487                 sched_move_task(task);
8488 }
8489
8490 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8491 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8492                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8493 {
8494         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8495 }
8496
8497 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8498                                struct cftype *cft)
8499 {
8500         struct task_group *tg = css_tg(css);
8501
8502         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8503 }
8504
8505 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8506 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8507
8508 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8509 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8510
8511 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8512
8513 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8514 {
8515         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8516         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8517
8518         if (tg == &root_task_group)
8519                 return -EINVAL;
8520
8521         /*
8522          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8523          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8524          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8525          */
8526         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8527                 return -EINVAL;
8528
8529         /*
8530          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8531          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8532          * feasibility.
8533          */
8534         if (period > max_cfs_quota_period)
8535                 return -EINVAL;
8536
8537         /*
8538          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8539          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8540          */
8541         get_online_cpus();
8542         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8543         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8544         if (ret)
8545                 goto out_unlock;
8546
8547         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8548         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8549         /*
8550          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8551          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8552          */
8553         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8554                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8555         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8556         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8557         cfs_b->quota = quota;
8558
8559         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8560         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8561         if (runtime_enabled)
8562                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8563         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8564
8565         for_each_online_cpu(i) {
8566                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8567                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8568
8569                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8570                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8571                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8572
8573                 if (cfs_rq->throttled)
8574                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8575                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8576         }
8577         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8578                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8579 out_unlock:
8580         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8581         put_online_cpus();
8582
8583         return ret;
8584 }
8585
8586 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8587 {
8588         u64 quota, period;
8589
8590         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8591         if (cfs_quota_us < 0)
8592                 quota = RUNTIME_INF;
8593         else
8594                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8595
8596         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8597 }
8598
8599 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8600 {
8601         u64 quota_us;
8602
8603         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8604                 return -1;
8605
8606         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8607         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8608
8609         return quota_us;
8610 }
8611
8612 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8613 {
8614         u64 quota, period;
8615
8616         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8617         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8618
8619         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8620 }
8621
8622 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8623 {
8624         u64 cfs_period_us;
8625
8626         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8627         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8628
8629         return cfs_period_us;
8630 }
8631
8632 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8633                                   struct cftype *cft)
8634 {
8635         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8636 }
8637
8638 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8639                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8640 {
8641         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8642 }
8643
8644 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8645                                    struct cftype *cft)
8646 {
8647         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8648 }
8649
8650 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8651                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8652 {
8653         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8654 }
8655
8656 struct cfs_schedulable_data {
8657         struct task_group *tg;
8658         u64 period, quota;
8659 };
8660
8661 /*
8662  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8663  * note: units are usecs
8664  */
8665 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8666                                struct cfs_schedulable_data *d)
8667 {
8668         u64 quota, period;
8669
8670         if (tg == d->tg) {
8671                 period = d->period;
8672                 quota = d->quota;
8673         } else {
8674                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8675                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8676         }
8677
8678         /* note: these should typically be equivalent */
8679         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8680                 return RUNTIME_INF;
8681
8682         return to_ratio(period, quota);
8683 }
8684
8685 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8686 {
8687         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8688         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8689         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8690
8691         if (!tg->parent) {
8692                 quota = RUNTIME_INF;
8693         } else {
8694                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8695
8696                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8697                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8698
8699                 /*
8700                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8701                  * limit is set
8702                  */
8703                 if (quota == RUNTIME_INF)
8704                         quota = parent_quota;
8705                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8706                         return -EINVAL;
8707         }
8708         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8709
8710         return 0;
8711 }
8712
8713 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8714 {
8715         int ret;
8716         struct cfs_schedulable_data data = {
8717                 .tg = tg,
8718                 .period = period,
8719                 .quota = quota,
8720         };
8721
8722         if (quota != RUNTIME_INF) {
8723                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8724                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8725         }
8726
8727         rcu_read_lock();
8728         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8729         rcu_read_unlock();
8730
8731         return ret;
8732 }
8733
8734 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8735 {
8736         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8737         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8738
8739         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8740         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8741         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8742
8743         return 0;
8744 }
8745 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8746 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8747
8748 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8749 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8750                                 struct cftype *cft, s64 val)
8751 {
8752         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8753 }
8754
8755 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8756                                struct cftype *cft)
8757 {
8758         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8759 }
8760
8761 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8762                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8763 {
8764         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8765 }
8766
8767 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8768                                    struct cftype *cft)
8769 {
8770         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8771 }
8772 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8773
8774 static struct cftype cpu_files[] = {
8775 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8776         {
8777                 .name = "shares",
8778                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8779                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8780         },
8781 #endif
8782 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8783         {
8784                 .name = "cfs_quota_us",
8785                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8786                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8787         },
8788         {
8789                 .name = "cfs_period_us",
8790                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8791                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8792         },
8793         {
8794                 .name = "stat",
8795                 .seq_show = cpu_stats_show,
8796         },
8797 #endif
8798 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8799         {
8800                 .name = "rt_runtime_us",
8801                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8802                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8803         },
8804         {
8805                 .name = "rt_period_us",
8806                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8807                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8808         },
8809 #endif
8810         { }     /* terminate */
8811 };
8812
8813 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8814         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8815         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8816         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8817         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8818         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8819         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8820         .legacy_cftypes = cpu_files,
8821         .early_init     = true,
8822 };
8823
8824 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8825
8826 void dump_cpu_task(int cpu)
8827 {
8828         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8829         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8830 }
8831
8832 /*
8833  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8834  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8835  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8836  * that remained on nice 0.
8837  *
8838  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8839  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8840  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8841  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8842  * the relative distance between them is ~25%.)
8843  */
8844 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8845  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8846  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8847  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8848  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8849  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8850  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8851  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8852  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8853 };
8854
8855 /*
8856  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8857  *
8858  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8859  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8860  * into multiplications:
8861  */
8862 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8863  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8864  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8865  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8866  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8867  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8868  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8869  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8870  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8871 };