f3901b84d217657ec55f4d265556ad1e5d561bd7
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include "sched.h"
9
10 #include <linux/nospec.h>
11
12 #include <linux/kcov.h>
13
14 #include <asm/switch_to.h>
15 #include <asm/tlb.h>
16
17 #include "../workqueue_internal.h"
18 #include "../smpboot.h"
19
20 #include "pelt.h"
21
22 #define CREATE_TRACE_POINTS
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
26
27 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
28 /*
29  * Debugging: various feature bits
30  *
31  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
32  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
33  * at compile time and compiler optimization based on features default.
34  */
35 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
36         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
37 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
38 #include "features.h"
39         0;
40 #undef SCHED_FEAT
41 #endif
42
43 /*
44  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
45  * Limited because this is done with IRQs disabled.
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
48
49 /*
50  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
51  * default: 1s
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
54
55 __read_mostly int scheduler_running;
56
57 /*
58  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
59  * default: 0.95s
60  */
61 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
62
63 /*
64  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
65  */
66 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
67         __acquires(rq->lock)
68 {
69         struct rq *rq;
70
71         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
72
73         for (;;) {
74                 rq = task_rq(p);
75                 raw_spin_lock(&rq->lock);
76                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
77                         rq_pin_lock(rq, rf);
78                         return rq;
79                 }
80                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
81
82                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
83                         cpu_relax();
84         }
85 }
86
87 /*
88  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
89  */
90 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
91         __acquires(p->pi_lock)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         for (;;) {
97                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
98                 rq = task_rq(p);
99                 raw_spin_lock(&rq->lock);
100                 /*
101                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
102                  *
103                  *      ACQUIRE (rq->lock)
104                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
105                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
106                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
107                  *                                      [L] ->on_rq
108                  *      RELEASE (rq->lock)
109                  *
110                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
111                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
112                  *
113                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
114                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
115                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
116                  */
117                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
118                         rq_pin_lock(rq, rf);
119                         return rq;
120                 }
121                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
122                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
123
124                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
125                         cpu_relax();
126         }
127 }
128
129 /*
130  * RQ-clock updating methods:
131  */
132
133 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
134 {
135 /*
136  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
137  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
138  */
139         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
140
141 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
142         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
143
144         /*
145          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
146          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
147          * {soft,}irq region.
148          *
149          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
150          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
151          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
152          * monotonic.
153          *
154          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
155          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
156          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
157          * atomic ops.
158          */
159         if (irq_delta > delta)
160                 irq_delta = delta;
161
162         rq->prev_irq_time += irq_delta;
163         delta -= irq_delta;
164 #endif
165 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
166         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
167                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
168                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
169
170                 if (unlikely(steal > delta))
171                         steal = delta;
172
173                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
174                 delta -= steal;
175         }
176 #endif
177
178         rq->clock_task += delta;
179
180 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
181         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
182                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
183 #endif
184         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
185 }
186
187 void update_rq_clock(struct rq *rq)
188 {
189         s64 delta;
190
191         lockdep_assert_held(&rq->lock);
192
193         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
194                 return;
195
196 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
197         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
198                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
199         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
200 #endif
201
202         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
203         if (delta < 0)
204                 return;
205         rq->clock += delta;
206         update_rq_clock_task(rq, delta);
207 }
208
209
210 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
211 /*
212  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
213  */
214
215 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
216 {
217         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
218                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
219 }
220
221 /*
222  * High-resolution timer tick.
223  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
224  */
225 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
226 {
227         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
228         struct rq_flags rf;
229
230         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
231
232         rq_lock(rq, &rf);
233         update_rq_clock(rq);
234         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
235         rq_unlock(rq, &rf);
236
237         return HRTIMER_NORESTART;
238 }
239
240 #ifdef CONFIG_SMP
241
242 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
243 {
244         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
245
246         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
247 }
248
249 /*
250  * called from hardirq (IPI) context
251  */
252 static void __hrtick_start(void *arg)
253 {
254         struct rq *rq = arg;
255         struct rq_flags rf;
256
257         rq_lock(rq, &rf);
258         __hrtick_restart(rq);
259         rq->hrtick_csd_pending = 0;
260         rq_unlock(rq, &rf);
261 }
262
263 /*
264  * Called to set the hrtick timer state.
265  *
266  * called with rq->lock held and irqs disabled
267  */
268 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
269 {
270         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
271         ktime_t time;
272         s64 delta;
273
274         /*
275          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
276          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
277          */
278         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
279         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
280
281         hrtimer_set_expires(timer, time);
282
283         if (rq == this_rq()) {
284                 __hrtick_restart(rq);
285         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
286                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
287                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
288         }
289 }
290
291 #else
292 /*
293  * Called to set the hrtick timer state.
294  *
295  * called with rq->lock held and irqs disabled
296  */
297 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
298 {
299         /*
300          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
301          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
302          */
303         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
304         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
305                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
306 }
307 #endif /* CONFIG_SMP */
308
309 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
310 {
311 #ifdef CONFIG_SMP
312         rq->hrtick_csd_pending = 0;
313
314         rq->hrtick_csd.flags = 0;
315         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
316         rq->hrtick_csd.info = rq;
317 #endif
318
319         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
320         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
321 }
322 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
323 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
324 {
325 }
326
327 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
328 {
329 }
330 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
331
332 /*
333  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
334  */
335 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
336         ({                                                              \
337                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
338                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
339                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
340                                                                         \
341                 for (;;) {                                              \
342                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
343                         if (_old == _val)                               \
344                                 break;                                  \
345                         _val = _old;                                    \
346                 }                                                       \
347         _old;                                                           \
348 })
349
350 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
351 /*
352  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
353  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
354  * spurious IPIs.
355  */
356 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
357 {
358         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
359         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
360 }
361
362 /*
363  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
364  *
365  * If this returns true, then the idle task promises to call
366  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
367  */
368 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
369 {
370         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
371         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
372
373         for (;;) {
374                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
375                         return false;
376                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
377                         return true;
378                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
379                 if (old == val)
380                         break;
381                 val = old;
382         }
383         return true;
384 }
385
386 #else
387 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
388 {
389         set_tsk_need_resched(p);
390         return true;
391 }
392
393 #ifdef CONFIG_SMP
394 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
395 {
396         return false;
397 }
398 #endif
399 #endif
400
401 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
402 {
403         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
404
405         /*
406          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
407          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
408          * wakeup due to that.
409          *
410          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
411          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
412          */
413         smp_mb__before_atomic();
414         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
415                 return false;
416
417         /*
418          * The head is context local, there can be no concurrency.
419          */
420         *head->lastp = node;
421         head->lastp = &node->next;
422         return true;
423 }
424
425 /**
426  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
427  * @head: the wake_q_head to add @task to
428  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
429  *
430  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
431  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
432  * instantly.
433  *
434  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
435  * must be ready to be woken at this location.
436  */
437 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
438 {
439         if (__wake_q_add(head, task))
440                 get_task_struct(task);
441 }
442
443 /**
444  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
445  * @head: the wake_q_head to add @task to
446  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
447  *
448  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
449  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
450  * instantly.
451  *
452  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
453  * must be ready to be woken at this location.
454  *
455  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
456  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
457  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
458  * queued for wakeup.
459  */
460 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
461 {
462         if (!__wake_q_add(head, task))
463                 put_task_struct(task);
464 }
465
466 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
467 {
468         struct wake_q_node *node = head->first;
469
470         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
471                 struct task_struct *task;
472
473                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
474                 BUG_ON(!task);
475                 /* Task can safely be re-inserted now: */
476                 node = node->next;
477                 task->wake_q.next = NULL;
478
479                 /*
480                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
481                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
482                  */
483                 wake_up_process(task);
484                 put_task_struct(task);
485         }
486 }
487
488 /*
489  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
490  *
491  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
492  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
493  * the target CPU.
494  */
495 void resched_curr(struct rq *rq)
496 {
497         struct task_struct *curr = rq->curr;
498         int cpu;
499
500         lockdep_assert_held(&rq->lock);
501
502         if (test_tsk_need_resched(curr))
503                 return;
504
505         cpu = cpu_of(rq);
506
507         if (cpu == smp_processor_id()) {
508                 set_tsk_need_resched(curr);
509                 set_preempt_need_resched();
510                 return;
511         }
512
513         if (set_nr_and_not_polling(curr))
514                 smp_send_reschedule(cpu);
515         else
516                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
517 }
518
519 void resched_cpu(int cpu)
520 {
521         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
522         unsigned long flags;
523
524         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
525         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
526                 resched_curr(rq);
527         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
528 }
529
530 #ifdef CONFIG_SMP
531 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
532 /*
533  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
534  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
535  *
536  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
537  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
538  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
539  */
540 int get_nohz_timer_target(void)
541 {
542         int i, cpu = smp_processor_id();
543         struct sched_domain *sd;
544
545         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
546                 return cpu;
547
548         rcu_read_lock();
549         for_each_domain(cpu, sd) {
550                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
551                         if (cpu == i)
552                                 continue;
553
554                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
555                                 cpu = i;
556                                 goto unlock;
557                         }
558                 }
559         }
560
561         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
562                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
563 unlock:
564         rcu_read_unlock();
565         return cpu;
566 }
567
568 /*
569  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
570  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
571  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
572  * idle system the next event might even be infinite time into the
573  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
574  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
575  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
576  * wheel for the next timer event.
577  */
578 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
579 {
580         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
581
582         if (cpu == smp_processor_id())
583                 return;
584
585         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
586                 smp_send_reschedule(cpu);
587         else
588                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
589 }
590
591 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
592 {
593         /*
594          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
595          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
596          * If needed we can still optimize that later with an
597          * empty IRQ.
598          */
599         if (cpu_is_offline(cpu))
600                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
601         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
602                 if (cpu != smp_processor_id() ||
603                     tick_nohz_tick_stopped())
604                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
605                 return true;
606         }
607
608         return false;
609 }
610
611 /*
612  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
613  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
614  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
615  */
616 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
617 {
618         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
619                 wake_up_idle_cpu(cpu);
620 }
621
622 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
623 {
624         int cpu = smp_processor_id();
625
626         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
627                 return false;
628
629         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
630                 return true;
631
632         /*
633          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
634          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
635          */
636         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
637         return false;
638 }
639
640 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
641
642 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
643 {
644         return false;
645 }
646
647 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
648
649 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
650 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
651 {
652         int fifo_nr_running;
653
654         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
655         if (rq->dl.dl_nr_running)
656                 return false;
657
658         /*
659          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
660          * actual RR behaviour.
661          */
662         if (rq->rt.rr_nr_running) {
663                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
664                         return true;
665                 else
666                         return false;
667         }
668
669         /*
670          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
671          * forced preemption between FIFO tasks.
672          */
673         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
674         if (fifo_nr_running)
675                 return true;
676
677         /*
678          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
679          * if there's more than one we need the tick for involuntary
680          * preemption.
681          */
682         if (rq->nr_running > 1)
683                 return false;
684
685         return true;
686 }
687 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
688 #endif /* CONFIG_SMP */
689
690 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
691                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
692 /*
693  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
694  * node and @up when leaving it for the final time.
695  *
696  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
697  */
698 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
699                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
700 {
701         struct task_group *parent, *child;
702         int ret;
703
704         parent = from;
705
706 down:
707         ret = (*down)(parent, data);
708         if (ret)
709                 goto out;
710         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
711                 parent = child;
712                 goto down;
713
714 up:
715                 continue;
716         }
717         ret = (*up)(parent, data);
718         if (ret || parent == from)
719                 goto out;
720
721         child = parent;
722         parent = parent->parent;
723         if (parent)
724                 goto up;
725 out:
726         return ret;
727 }
728
729 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
730 {
731         return 0;
732 }
733 #endif
734
735 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
736 {
737         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
738         struct load_weight *load = &p->se.load;
739
740         /*
741          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
742          */
743         if (task_has_idle_policy(p)) {
744                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
745                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
746                 p->se.runnable_weight = load->weight;
747                 return;
748         }
749
750         /*
751          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
752          * weight
753          */
754         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
755                 reweight_task(p, prio);
756         } else {
757                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
758                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
759                 p->se.runnable_weight = load->weight;
760         }
761 }
762
763 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
766                 update_rq_clock(rq);
767
768         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
769                 sched_info_queued(rq, p);
770                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
771         }
772
773         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
777 {
778         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
779                 update_rq_clock(rq);
780
781         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
782                 sched_info_dequeued(rq, p);
783                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
784         }
785
786         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
787 }
788
789 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
790 {
791         if (task_contributes_to_load(p))
792                 rq->nr_uninterruptible--;
793
794         enqueue_task(rq, p, flags);
795 }
796
797 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
798 {
799         if (task_contributes_to_load(p))
800                 rq->nr_uninterruptible++;
801
802         dequeue_task(rq, p, flags);
803 }
804
805 /*
806  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
807  */
808 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
809 {
810         return p->static_prio;
811 }
812
813 /*
814  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
815  * without taking RT-inheritance into account. Might be
816  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
817  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
818  * estimator recalculates.
819  */
820 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
821 {
822         int prio;
823
824         if (task_has_dl_policy(p))
825                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
826         else if (task_has_rt_policy(p))
827                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
828         else
829                 prio = __normal_prio(p);
830         return prio;
831 }
832
833 /*
834  * Calculate the current priority, i.e. the priority
835  * taken into account by the scheduler. This value might
836  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
837  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
838  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
839  */
840 static int effective_prio(struct task_struct *p)
841 {
842         p->normal_prio = normal_prio(p);
843         /*
844          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
845          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
846          * to the normal priority:
847          */
848         if (!rt_prio(p->prio))
849                 return p->normal_prio;
850         return p->prio;
851 }
852
853 /**
854  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
855  * @p: the task in question.
856  *
857  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
858  */
859 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
860 {
861         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
862 }
863
864 /*
865  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
866  * use the balance_callback list if you want balancing.
867  *
868  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
869  * balance_callback().
870  */
871 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
872                                        const struct sched_class *prev_class,
873                                        int oldprio)
874 {
875         if (prev_class != p->sched_class) {
876                 if (prev_class->switched_from)
877                         prev_class->switched_from(rq, p);
878
879                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
880         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
881                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
882 }
883
884 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
885 {
886         const struct sched_class *class;
887
888         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
889                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
890         } else {
891                 for_each_class(class) {
892                         if (class == rq->curr->sched_class)
893                                 break;
894                         if (class == p->sched_class) {
895                                 resched_curr(rq);
896                                 break;
897                         }
898                 }
899         }
900
901         /*
902          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
903          * this case, we can save a useless back to back clock update.
904          */
905         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
906                 rq_clock_skip_update(rq);
907 }
908
909 #ifdef CONFIG_SMP
910
911 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
912 {
913         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
914                 return false;
915
916         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
917                 return false;
918
919         return true;
920 }
921
922 /*
923  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
924  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
925  */
926 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
927 {
928         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
929                 return false;
930
931         if (is_per_cpu_kthread(p))
932                 return cpu_online(cpu);
933
934         return cpu_active(cpu);
935 }
936
937 /*
938  * This is how migration works:
939  *
940  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
941  *    stop_one_cpu().
942  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
943  *    off the CPU)
944  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
945  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
946  *    it and puts it into the right queue.
947  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
948  *    is done.
949  */
950
951 /*
952  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
953  *
954  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
955  */
956 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
957                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
958 {
959         lockdep_assert_held(&rq->lock);
960
961         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
962         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
963         set_task_cpu(p, new_cpu);
964         rq_unlock(rq, rf);
965
966         rq = cpu_rq(new_cpu);
967
968         rq_lock(rq, rf);
969         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
970         enqueue_task(rq, p, 0);
971         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
972         check_preempt_curr(rq, p, 0);
973
974         return rq;
975 }
976
977 struct migration_arg {
978         struct task_struct *task;
979         int dest_cpu;
980 };
981
982 /*
983  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
984  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
985  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
986  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
987  *
988  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
989  * as the task is no longer on this CPU.
990  */
991 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
992                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
993 {
994         /* Affinity changed (again). */
995         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
996                 return rq;
997
998         update_rq_clock(rq);
999         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1000
1001         return rq;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1006  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1007  * 'pushing' onto another runqueue.
1008  */
1009 static int migration_cpu_stop(void *data)
1010 {
1011         struct migration_arg *arg = data;
1012         struct task_struct *p = arg->task;
1013         struct rq *rq = this_rq();
1014         struct rq_flags rf;
1015
1016         /*
1017          * The original target CPU might have gone down and we might
1018          * be on another CPU but it doesn't matter.
1019          */
1020         local_irq_disable();
1021         /*
1022          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1023          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1024          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1025          */
1026         sched_ttwu_pending();
1027
1028         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1029         rq_lock(rq, &rf);
1030         /*
1031          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1032          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1033          * we're holding p->pi_lock.
1034          */
1035         if (task_rq(p) == rq) {
1036                 if (task_on_rq_queued(p))
1037                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1038                 else
1039                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1040         }
1041         rq_unlock(rq, &rf);
1042         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1043
1044         local_irq_enable();
1045         return 0;
1046 }
1047
1048 /*
1049  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1050  * actually call this function.
1051  */
1052 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1053 {
1054         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1055         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1056 }
1057
1058 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1059 {
1060         struct rq *rq = task_rq(p);
1061         bool queued, running;
1062
1063         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1064
1065         queued = task_on_rq_queued(p);
1066         running = task_current(rq, p);
1067
1068         if (queued) {
1069                 /*
1070                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1071                  * holding rq->lock.
1072                  */
1073                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1074                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1075         }
1076         if (running)
1077                 put_prev_task(rq, p);
1078
1079         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1080
1081         if (queued)
1082                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1083         if (running)
1084                 set_curr_task(rq, p);
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1089  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1090  * is removed from the allowed bitmask.
1091  *
1092  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1093  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1094  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1095  */
1096 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1097                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1098 {
1099         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1100         unsigned int dest_cpu;
1101         struct rq_flags rf;
1102         struct rq *rq;
1103         int ret = 0;
1104
1105         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1106         update_rq_clock(rq);
1107
1108         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1109                 /*
1110                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1111                  */
1112                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1113         }
1114
1115         /*
1116          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1117          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1118          */
1119         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1120                 ret = -EINVAL;
1121                 goto out;
1122         }
1123
1124         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1125                 goto out;
1126
1127         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1128                 ret = -EINVAL;
1129                 goto out;
1130         }
1131
1132         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1133
1134         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1135                 /*
1136                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1137                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1138                  */
1139                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1140                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1141                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1142         }
1143
1144         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1145         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1146                 goto out;
1147
1148         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1149         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1150                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1151                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1152                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1153                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1154                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1155                 return 0;
1156         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1157                 /*
1158                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1159                  * afterwards anyway.
1160                  */
1161                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1162         }
1163 out:
1164         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1165
1166         return ret;
1167 }
1168
1169 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1170 {
1171         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1172 }
1173 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1174
1175 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1176 {
1177 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1178         /*
1179          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1180          * ttwu() will sort out the placement.
1181          */
1182         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1183                         !p->on_rq);
1184
1185         /*
1186          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1187          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1188          * time relying on p->on_rq.
1189          */
1190         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1191                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1192                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1193
1194 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1195         /*
1196          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1197          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1198          *
1199          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1200          * see task_group().
1201          *
1202          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1203          * task_rq_lock().
1204          */
1205         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1206                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1207 #endif
1208         /*
1209          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1210          */
1211         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1212 #endif
1213
1214         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1215
1216         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1217                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1218                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1219                 p->se.nr_migrations++;
1220                 rseq_migrate(p);
1221                 perf_event_task_migrate(p);
1222         }
1223
1224         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1225 }
1226
1227 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1228 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1229 {
1230         if (task_on_rq_queued(p)) {
1231                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1232                 struct rq_flags srf, drf;
1233
1234                 src_rq = task_rq(p);
1235                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1236
1237                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1238                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1239
1240                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1241                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1242                 set_task_cpu(p, cpu);
1243                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1244                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1245                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1246
1247                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1248                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1249
1250         } else {
1251                 /*
1252                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1253                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1254                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1255                  */
1256                 p->wake_cpu = cpu;
1257         }
1258 }
1259
1260 struct migration_swap_arg {
1261         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1262         int src_cpu, dst_cpu;
1263 };
1264
1265 static int migrate_swap_stop(void *data)
1266 {
1267         struct migration_swap_arg *arg = data;
1268         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1269         int ret = -EAGAIN;
1270
1271         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1272                 return -EAGAIN;
1273
1274         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1275         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1276
1277         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1278                         &arg->dst_task->pi_lock);
1279         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1280
1281         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1282                 goto unlock;
1283
1284         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1285                 goto unlock;
1286
1287         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1288                 goto unlock;
1289
1290         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1291                 goto unlock;
1292
1293         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1294         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1295
1296         ret = 0;
1297
1298 unlock:
1299         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1300         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1301         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1302
1303         return ret;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Cross migrate two tasks
1308  */
1309 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1310                 int target_cpu, int curr_cpu)
1311 {
1312         struct migration_swap_arg arg;
1313         int ret = -EINVAL;
1314
1315         arg = (struct migration_swap_arg){
1316                 .src_task = cur,
1317                 .src_cpu = curr_cpu,
1318                 .dst_task = p,
1319                 .dst_cpu = target_cpu,
1320         };
1321
1322         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1323                 goto out;
1324
1325         /*
1326          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1327          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1328          */
1329         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1330                 goto out;
1331
1332         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1333                 goto out;
1334
1335         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1336                 goto out;
1337
1338         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1339         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1340
1341 out:
1342         return ret;
1343 }
1344 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1345
1346 /*
1347  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1348  *
1349  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1350  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1351  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1352  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1353  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1354  * @p has remained unscheduled the whole time.
1355  *
1356  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1357  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1358  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1359  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1360  * waiting to become inactive.
1361  */
1362 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1363 {
1364         int running, queued;
1365         struct rq_flags rf;
1366         unsigned long ncsw;
1367         struct rq *rq;
1368
1369         for (;;) {
1370                 /*
1371                  * We do the initial early heuristics without holding
1372                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1373                  * the runqueue lock when things look like they will
1374                  * work out!
1375                  */
1376                 rq = task_rq(p);
1377
1378                 /*
1379                  * If the task is actively running on another CPU
1380                  * still, just relax and busy-wait without holding
1381                  * any locks.
1382                  *
1383                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1384                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1385                  * But we don't care, since "task_running()" will
1386                  * return false if the runqueue has changed and p
1387                  * is actually now running somewhere else!
1388                  */
1389                 while (task_running(rq, p)) {
1390                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1391                                 return 0;
1392                         cpu_relax();
1393                 }
1394
1395                 /*
1396                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1397                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1398                  * just go back and repeat.
1399                  */
1400                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1401                 trace_sched_wait_task(p);
1402                 running = task_running(rq, p);
1403                 queued = task_on_rq_queued(p);
1404                 ncsw = 0;
1405                 if (!match_state || p->state == match_state)
1406                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1407                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1408
1409                 /*
1410                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1411                  */
1412                 if (unlikely(!ncsw))
1413                         break;
1414
1415                 /*
1416                  * Was it really running after all now that we
1417                  * checked with the proper locks actually held?
1418                  *
1419                  * Oops. Go back and try again..
1420                  */
1421                 if (unlikely(running)) {
1422                         cpu_relax();
1423                         continue;
1424                 }
1425
1426                 /*
1427                  * It's not enough that it's not actively running,
1428                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1429                  * preempted!
1430                  *
1431                  * So if it was still runnable (but just not actively
1432                  * running right now), it's preempted, and we should
1433                  * yield - it could be a while.
1434                  */
1435                 if (unlikely(queued)) {
1436                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1437
1438                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1439                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1440                         continue;
1441                 }
1442
1443                 /*
1444                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1445                  * runnable, which means that it will never become
1446                  * running in the future either. We're all done!
1447                  */
1448                 break;
1449         }
1450
1451         return ncsw;
1452 }
1453
1454 /***
1455  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1456  * @p: the to-be-kicked thread
1457  *
1458  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1459  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1460  *
1461  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1462  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1463  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1464  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1465  * achieved as well.
1466  */
1467 void kick_process(struct task_struct *p)
1468 {
1469         int cpu;
1470
1471         preempt_disable();
1472         cpu = task_cpu(p);
1473         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1474                 smp_send_reschedule(cpu);
1475         preempt_enable();
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1478
1479 /*
1480  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1481  *
1482  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1483  *
1484  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1485  *
1486  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1487  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1488  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1489  *    see it.
1490  *
1491  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1492  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1493  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1494  *    off.
1495  *
1496  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1497  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1498  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1499  * to satisfy the above rules.
1500  */
1501 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1502 {
1503         int nid = cpu_to_node(cpu);
1504         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1505         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1506         int dest_cpu;
1507
1508         /*
1509          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1510          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1511          * select the CPU on the other node.
1512          */
1513         if (nid != -1) {
1514                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1515
1516                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1517                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1518                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1519                                 continue;
1520                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1521                                 return dest_cpu;
1522                 }
1523         }
1524
1525         for (;;) {
1526                 /* Any allowed, online CPU? */
1527                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1528                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1529                                 continue;
1530
1531                         goto out;
1532                 }
1533
1534                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1535                 switch (state) {
1536                 case cpuset:
1537                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1538                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1539                                 state = possible;
1540                                 break;
1541                         }
1542                         /* Fall-through */
1543                 case possible:
1544                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1545                         state = fail;
1546                         break;
1547
1548                 case fail:
1549                         BUG();
1550                         break;
1551                 }
1552         }
1553
1554 out:
1555         if (state != cpuset) {
1556                 /*
1557                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1558                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1559                  * leave kernel.
1560                  */
1561                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1562                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1563                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1564                 }
1565         }
1566
1567         return dest_cpu;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1572  */
1573 static inline
1574 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1575 {
1576         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1577
1578         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1579                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1580         else
1581                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1582
1583         /*
1584          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1585          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1586          * CPU.
1587          *
1588          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1589          *
1590          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1591          *   not worry about this generic constraint ]
1592          */
1593         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1594                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1595
1596         return cpu;
1597 }
1598
1599 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1600 {
1601         s64 diff = sample - *avg;
1602         *avg += diff >> 3;
1603 }
1604
1605 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1606 {
1607         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1608         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1609
1610         if (stop) {
1611                 /*
1612                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1613                  * userspace knows about and won't get confused about.
1614                  *
1615                  * Also, it will make PI more or less work without too
1616                  * much confusion -- but then, stop work should not
1617                  * rely on PI working anyway.
1618                  */
1619                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1620
1621                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1622         }
1623
1624         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1625
1626         if (old_stop) {
1627                 /*
1628                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1629                  * it can die in pieces.
1630                  */
1631                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1632         }
1633 }
1634
1635 #else
1636
1637 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1638                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1639 {
1640         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1641 }
1642
1643 #endif /* CONFIG_SMP */
1644
1645 static void
1646 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1647 {
1648         struct rq *rq;
1649
1650         if (!schedstat_enabled())
1651                 return;
1652
1653         rq = this_rq();
1654
1655 #ifdef CONFIG_SMP
1656         if (cpu == rq->cpu) {
1657                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1658                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1659         } else {
1660                 struct sched_domain *sd;
1661
1662                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1663                 rcu_read_lock();
1664                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1665                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1666                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1667                                 break;
1668                         }
1669                 }
1670                 rcu_read_unlock();
1671         }
1672
1673         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1674                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1675 #endif /* CONFIG_SMP */
1676
1677         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1678         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1679
1680         if (wake_flags & WF_SYNC)
1681                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1682 }
1683
1684 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1685 {
1686         activate_task(rq, p, en_flags);
1687         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1688
1689         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1690         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1691                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1696  */
1697 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1698                            struct rq_flags *rf)
1699 {
1700         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1701         p->state = TASK_RUNNING;
1702         trace_sched_wakeup(p);
1703
1704 #ifdef CONFIG_SMP
1705         if (p->sched_class->task_woken) {
1706                 /*
1707                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1708                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1709                  */
1710                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1711                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1712                 rq_repin_lock(rq, rf);
1713         }
1714
1715         if (rq->idle_stamp) {
1716                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1717                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1718
1719                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1720
1721                 if (rq->avg_idle > max)
1722                         rq->avg_idle = max;
1723
1724                 rq->idle_stamp = 0;
1725         }
1726 #endif
1727 }
1728
1729 static void
1730 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1731                  struct rq_flags *rf)
1732 {
1733         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1734
1735         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1736
1737 #ifdef CONFIG_SMP
1738         if (p->sched_contributes_to_load)
1739                 rq->nr_uninterruptible--;
1740
1741         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1742                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1743 #endif
1744
1745         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1746         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1751  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1752  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1753  * the task is still ->on_rq.
1754  */
1755 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1756 {
1757         struct rq_flags rf;
1758         struct rq *rq;
1759         int ret = 0;
1760
1761         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1762         if (task_on_rq_queued(p)) {
1763                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1764                 update_rq_clock(rq);
1765                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1766                 ret = 1;
1767         }
1768         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1769
1770         return ret;
1771 }
1772
1773 #ifdef CONFIG_SMP
1774 void sched_ttwu_pending(void)
1775 {
1776         struct rq *rq = this_rq();
1777         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1778         struct task_struct *p, *t;
1779         struct rq_flags rf;
1780
1781         if (!llist)
1782                 return;
1783
1784         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1785         update_rq_clock(rq);
1786
1787         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1788                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1789
1790         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1791 }
1792
1793 void scheduler_ipi(void)
1794 {
1795         /*
1796          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1797          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1798          * this IPI.
1799          */
1800         preempt_fold_need_resched();
1801
1802         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1803                 return;
1804
1805         /*
1806          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1807          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1808          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1809          * we do call them.
1810          *
1811          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1812          * properly.
1813          *
1814          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1815          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1816          * somewhat pessimize the simple resched case.
1817          */
1818         irq_enter();
1819         sched_ttwu_pending();
1820
1821         /*
1822          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1823          */
1824         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1825                 this_rq()->idle_balance = 1;
1826                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1827         }
1828         irq_exit();
1829 }
1830
1831 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1832 {
1833         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1834
1835         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1836
1837         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1838                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1839                         smp_send_reschedule(cpu);
1840                 else
1841                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1842         }
1843 }
1844
1845 void wake_up_if_idle(int cpu)
1846 {
1847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1848         struct rq_flags rf;
1849
1850         rcu_read_lock();
1851
1852         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1853                 goto out;
1854
1855         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1856                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1857         } else {
1858                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1859                 if (is_idle_task(rq->curr))
1860                         smp_send_reschedule(cpu);
1861                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1862                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1863         }
1864
1865 out:
1866         rcu_read_unlock();
1867 }
1868
1869 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1870 {
1871         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1872 }
1873 #endif /* CONFIG_SMP */
1874
1875 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1876 {
1877         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1878         struct rq_flags rf;
1879
1880 #if defined(CONFIG_SMP)
1881         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1882                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1883                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1884                 return;
1885         }
1886 #endif
1887
1888         rq_lock(rq, &rf);
1889         update_rq_clock(rq);
1890         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1891         rq_unlock(rq, &rf);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1896  *
1897  *  MIGRATION
1898  *
1899  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1900  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1901  * execution on its new CPU [c1].
1902  *
1903  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1904  *
1905  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1906  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1907  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1908  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1909  *
1910  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
1911  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1912  *
1913  * Example:
1914  *
1915  *   CPU0            CPU1            CPU2
1916  *
1917  *   LOCK rq(0)->lock
1918  *   sched-out X
1919  *   sched-in Y
1920  *   UNLOCK rq(0)->lock
1921  *
1922  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1923  *                                   dequeue X
1924  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1925  *
1926  *                                   LOCK rq(1)->lock
1927  *                                   enqueue X
1928  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1929  *
1930  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1931  *                   sched-out Z
1932  *                   sched-in X
1933  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1934  *
1935  *
1936  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1937  *
1938  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1939  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1940  * chain to provide order. Instead we do:
1941  *
1942  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1943  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1944  *
1945  * Example:
1946  *
1947  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1948  *
1949  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1950  *   dequeue X
1951  *   sched-out X
1952  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1953  *
1954  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1955  *                    X->state = WAKING
1956  *                    set_task_cpu(X,2)
1957  *
1958  *                    LOCK rq(2)->lock
1959  *                    enqueue X
1960  *                    X->state = RUNNING
1961  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1962  *
1963  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1964  *                                          sched-out Z
1965  *                                          sched-in X
1966  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1967  *
1968  *                    UNLOCK X->pi_lock
1969  *   UNLOCK rq(0)->lock
1970  *
1971  *
1972  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1973  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
1974  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
1975  */
1976
1977 /**
1978  * try_to_wake_up - wake up a thread
1979  * @p: the thread to be awakened
1980  * @state: the mask of task states that can be woken
1981  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1982  *
1983  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1984  *
1985  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1986  *
1987  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1988  * set_current_state().
1989  *
1990  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
1991  * state; see set_current_state().
1992  *
1993  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1994  *         %false otherwise.
1995  */
1996 static int
1997 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1998 {
1999         unsigned long flags;
2000         int cpu, success = 0;
2001
2002         /*
2003          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2004          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2005          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2006          * set_current_state() the waiting thread does.
2007          */
2008         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2009         smp_mb__after_spinlock();
2010         if (!(p->state & state))
2011                 goto out;
2012
2013         trace_sched_waking(p);
2014
2015         /* We're going to change ->state: */
2016         success = 1;
2017         cpu = task_cpu(p);
2018
2019         /*
2020          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2021          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2022          * in smp_cond_load_acquire() below.
2023          *
2024          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2025          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2026          *   UNLOCK rq->lock
2027          *
2028          * __schedule() (switch to task 'p')
2029          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2030          *   smp_mb__after_spinlock();
2031          *   UNLOCK rq->lock
2032          *
2033          * [task p]
2034          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2035          *
2036          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2037          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2038          */
2039         smp_rmb();
2040         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2041                 goto stat;
2042
2043 #ifdef CONFIG_SMP
2044         /*
2045          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2046          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2047          *
2048          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2049          * from the runqueue.
2050          *
2051          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2052          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2053          *   UNLOCK rq->lock
2054          *
2055          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2056          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2057          *   smp_mb__after_spinlock();
2058          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2059          *
2060          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2061          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2062          */
2063         smp_rmb();
2064
2065         /*
2066          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2067          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2068          *
2069          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2070          *
2071          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2072          * their previous state and preserve Program Order.
2073          */
2074         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2075
2076         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2077         p->state = TASK_WAKING;
2078
2079         if (p->in_iowait) {
2080                 delayacct_blkio_end(p);
2081                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2082         }
2083
2084         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2085         if (task_cpu(p) != cpu) {
2086                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2087                 psi_ttwu_dequeue(p);
2088                 set_task_cpu(p, cpu);
2089         }
2090
2091 #else /* CONFIG_SMP */
2092
2093         if (p->in_iowait) {
2094                 delayacct_blkio_end(p);
2095                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2096         }
2097
2098 #endif /* CONFIG_SMP */
2099
2100         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2101 stat:
2102         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2103 out:
2104         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2105
2106         return success;
2107 }
2108
2109 /**
2110  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2111  * @p: the thread to be awakened
2112  * @rf: request-queue flags for pinning
2113  *
2114  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2115  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2116  * the current task.
2117  */
2118 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2119 {
2120         struct rq *rq = task_rq(p);
2121
2122         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2123             WARN_ON_ONCE(p == current))
2124                 return;
2125
2126         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2127
2128         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2129                 /*
2130                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2131                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2132                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2133                  * not yet picked a replacement task.
2134                  */
2135                 rq_unlock(rq, rf);
2136                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2137                 rq_relock(rq, rf);
2138         }
2139
2140         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2141                 goto out;
2142
2143         trace_sched_waking(p);
2144
2145         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2146                 if (p->in_iowait) {
2147                         delayacct_blkio_end(p);
2148                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2149                 }
2150                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2151         }
2152
2153         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2154         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2155 out:
2156         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2157 }
2158
2159 /**
2160  * wake_up_process - Wake up a specific process
2161  * @p: The process to be woken up.
2162  *
2163  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2164  * processes.
2165  *
2166  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2167  *
2168  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2169  */
2170 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2171 {
2172         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2173 }
2174 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2175
2176 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2177 {
2178         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2183  * p is forked by current.
2184  *
2185  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2186  */
2187 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2188 {
2189         p->on_rq                        = 0;
2190
2191         p->se.on_rq                     = 0;
2192         p->se.exec_start                = 0;
2193         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2194         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2195         p->se.nr_migrations             = 0;
2196         p->se.vruntime                  = 0;
2197         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2198
2199 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2200         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2201 #endif
2202
2203 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2204         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2205         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2206 #endif
2207
2208         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2209         init_dl_task_timer(&p->dl);
2210         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2211         __dl_clear_params(p);
2212
2213         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2214         p->rt.timeout           = 0;
2215         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2216         p->rt.on_rq             = 0;
2217         p->rt.on_list           = 0;
2218
2219 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2220         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2221 #endif
2222
2223         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2224 }
2225
2226 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2227
2228 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2229
2230 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2231 {
2232         if (enabled)
2233                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2234         else
2235                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2236 }
2237
2238 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2239 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2240                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2241 {
2242         struct ctl_table t;
2243         int err;
2244         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2245
2246         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2247                 return -EPERM;
2248
2249         t = *table;
2250         t.data = &state;
2251         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2252         if (err < 0)
2253                 return err;
2254         if (write)
2255                 set_numabalancing_state(state);
2256         return err;
2257 }
2258 #endif
2259 #endif
2260
2261 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2262
2263 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2264 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2265
2266 static void set_schedstats(bool enabled)
2267 {
2268         if (enabled)
2269                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2270         else
2271                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2272 }
2273
2274 void force_schedstat_enabled(void)
2275 {
2276         if (!schedstat_enabled()) {
2277                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2278                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2279         }
2280 }
2281
2282 static int __init setup_schedstats(char *str)
2283 {
2284         int ret = 0;
2285         if (!str)
2286                 goto out;
2287
2288         /*
2289          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2290          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2291          * variable so init_schedstats() can do it later.
2292          */
2293         if (!strcmp(str, "enable")) {
2294                 __sched_schedstats = true;
2295                 ret = 1;
2296         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2297                 __sched_schedstats = false;
2298                 ret = 1;
2299         }
2300 out:
2301         if (!ret)
2302                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2303
2304         return ret;
2305 }
2306 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2307
2308 static void __init init_schedstats(void)
2309 {
2310         set_schedstats(__sched_schedstats);
2311 }
2312
2313 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2314 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2315                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2316 {
2317         struct ctl_table t;
2318         int err;
2319         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2320
2321         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2322                 return -EPERM;
2323
2324         t = *table;
2325         t.data = &state;
2326         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2327         if (err < 0)
2328                 return err;
2329         if (write)
2330                 set_schedstats(state);
2331         return err;
2332 }
2333 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2334 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2335 static inline void init_schedstats(void) {}
2336 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2337
2338 /*
2339  * fork()/clone()-time setup:
2340  */
2341 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2342 {
2343         unsigned long flags;
2344
2345         __sched_fork(clone_flags, p);
2346         /*
2347          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2348          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2349          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2350          */
2351         p->state = TASK_NEW;
2352
2353         /*
2354          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2355          */
2356         p->prio = current->normal_prio;
2357
2358         /*
2359          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2360          */
2361         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2362                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2363                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2364                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2365                         p->rt_priority = 0;
2366                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2367                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2368
2369                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2370                 set_load_weight(p, false);
2371
2372                 /*
2373                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2374                  * fulfilled its duty:
2375                  */
2376                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2377         }
2378
2379         if (dl_prio(p->prio))
2380                 return -EAGAIN;
2381         else if (rt_prio(p->prio))
2382                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2383         else
2384                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2385
2386         init_entity_runnable_average(&p->se);
2387
2388         /*
2389          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2390          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2391          * is ran before sched_fork().
2392          *
2393          * Silence PROVE_RCU.
2394          */
2395         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2396         /*
2397          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2398          * so use __set_task_cpu().
2399          */
2400         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2401         if (p->sched_class->task_fork)
2402                 p->sched_class->task_fork(p);
2403         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2404
2405 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2406         if (likely(sched_info_on()))
2407                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2408 #endif
2409 #if defined(CONFIG_SMP)
2410         p->on_cpu = 0;
2411 #endif
2412         init_task_preempt_count(p);
2413 #ifdef CONFIG_SMP
2414         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2415         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2416 #endif
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2421 {
2422         if (runtime == RUNTIME_INF)
2423                 return BW_UNIT;
2424
2425         /*
2426          * Doing this here saves a lot of checks in all
2427          * the calling paths, and returning zero seems
2428          * safe for them anyway.
2429          */
2430         if (period == 0)
2431                 return 0;
2432
2433         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2434 }
2435
2436 /*
2437  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2438  *
2439  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2440  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2441  * on the runqueue and wakes it.
2442  */
2443 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2444 {
2445         struct rq_flags rf;
2446         struct rq *rq;
2447
2448         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2449         p->state = TASK_RUNNING;
2450 #ifdef CONFIG_SMP
2451         /*
2452          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2453          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2454          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2455          *
2456          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2457          * as we're not fully set-up yet.
2458          */
2459         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2460         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2461 #endif
2462         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2463         update_rq_clock(rq);
2464         post_init_entity_util_avg(p);
2465
2466         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2467         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2468         trace_sched_wakeup_new(p);
2469         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2470 #ifdef CONFIG_SMP
2471         if (p->sched_class->task_woken) {
2472                 /*
2473                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2474                  * drop it.
2475                  */
2476                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2477                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2478                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2479         }
2480 #endif
2481         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2482 }
2483
2484 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2485
2486 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2487
2488 void preempt_notifier_inc(void)
2489 {
2490         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2491 }
2492 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2493
2494 void preempt_notifier_dec(void)
2495 {
2496         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2497 }
2498 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2499
2500 /**
2501  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2502  * @notifier: notifier struct to register
2503  */
2504 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2505 {
2506         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2507                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2508
2509         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2510 }
2511 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2512
2513 /**
2514  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2515  * @notifier: notifier struct to unregister
2516  *
2517  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2518  */
2519 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2520 {
2521         hlist_del(&notifier->link);
2522 }
2523 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2524
2525 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2526 {
2527         struct preempt_notifier *notifier;
2528
2529         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2530                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2531 }
2532
2533 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2534 {
2535         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2536                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2537 }
2538
2539 static void
2540 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2541                                    struct task_struct *next)
2542 {
2543         struct preempt_notifier *notifier;
2544
2545         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2546                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2547 }
2548
2549 static __always_inline void
2550 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2551                                  struct task_struct *next)
2552 {
2553         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2554                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2555 }
2556
2557 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2558
2559 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2560 {
2561 }
2562
2563 static inline void
2564 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2565                                  struct task_struct *next)
2566 {
2567 }
2568
2569 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2570
2571 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2572 {
2573 #ifdef CONFIG_SMP
2574         /*
2575          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2576          * such that any running task will have this set.
2577          */
2578         next->on_cpu = 1;
2579 #endif
2580 }
2581
2582 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2583 {
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         /*
2586          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2587          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2588          * finished.
2589          *
2590          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2591          * happen before this.
2592          *
2593          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2594          */
2595         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2596 #endif
2597 }
2598
2599 static inline void
2600 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2601 {
2602         /*
2603          * Since the runqueue lock will be released by the next
2604          * task (which is an invalid locking op but in the case
2605          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2606          * do an early lockdep release here:
2607          */
2608         rq_unpin_lock(rq, rf);
2609         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2610 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2611         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2612         rq->lock.owner = next;
2613 #endif
2614 }
2615
2616 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2617 {
2618         /*
2619          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2620          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2621          * prev into current:
2622          */
2623         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2624         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * NOP if the arch has not defined these:
2629  */
2630
2631 #ifndef prepare_arch_switch
2632 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2633 #endif
2634
2635 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2636 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2637 #endif
2638
2639 /**
2640  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2641  * @rq: the runqueue preparing to switch
2642  * @prev: the current task that is being switched out
2643  * @next: the task we are going to switch to.
2644  *
2645  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2646  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2647  * switch.
2648  *
2649  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2650  * hooks.
2651  */
2652 static inline void
2653 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2654                     struct task_struct *next)
2655 {
2656         kcov_prepare_switch(prev);
2657         sched_info_switch(rq, prev, next);
2658         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2659         rseq_preempt(prev);
2660         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2661         prepare_task(next);
2662         prepare_arch_switch(next);
2663 }
2664
2665 /**
2666  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2667  * @prev: the thread we just switched away from.
2668  *
2669  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2670  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2671  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2672  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2673  *
2674  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2675  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2676  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2677  * details.)
2678  *
2679  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2680  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2681  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2682  * because prev may have moved to another CPU.
2683  */
2684 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2685         __releases(rq->lock)
2686 {
2687         struct rq *rq = this_rq();
2688         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2689         long prev_state;
2690
2691         /*
2692          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2693          * because it left us after:
2694          *
2695          *      schedule()
2696          *        preempt_disable();                    // 1
2697          *        __schedule()
2698          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2699          *
2700          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2701          */
2702         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2703                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2704                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2705                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2706
2707         rq->prev_mm = NULL;
2708
2709         /*
2710          * A task struct has one reference for the use as "current".
2711          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2712          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2713          * the scheduled task must drop that reference.
2714          *
2715          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2716          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2717          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2718          * transition, resulting in a double drop.
2719          */
2720         prev_state = prev->state;
2721         vtime_task_switch(prev);
2722         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2723         finish_task(prev);
2724         finish_lock_switch(rq);
2725         finish_arch_post_lock_switch();
2726         kcov_finish_switch(current);
2727
2728         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2729         /*
2730          * When switching through a kernel thread, the loop in
2731          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2732          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2733          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2734          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2735          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2736          *
2737          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2738          *   provided by mmdrop(),
2739          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2740          */
2741         if (mm) {
2742                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2743                 mmdrop(mm);
2744         }
2745         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2746                 if (prev->sched_class->task_dead)
2747                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2748
2749                 /*
2750                  * Remove function-return probe instances associated with this
2751                  * task and put them back on the free list.
2752                  */
2753                 kprobe_flush_task(prev);
2754
2755                 /* Task is done with its stack. */
2756                 put_task_stack(prev);
2757
2758                 put_task_struct(prev);
2759         }
2760
2761         tick_nohz_task_switch();
2762         return rq;
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766
2767 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2768 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2769 {
2770         struct callback_head *head, *next;
2771         void (*func)(struct rq *rq);
2772         unsigned long flags;
2773
2774         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2775         head = rq->balance_callback;
2776         rq->balance_callback = NULL;
2777         while (head) {
2778                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2779                 next = head->next;
2780                 head->next = NULL;
2781                 head = next;
2782
2783                 func(rq);
2784         }
2785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2786 }
2787
2788 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2789 {
2790         if (unlikely(rq->balance_callback))
2791                 __balance_callback(rq);
2792 }
2793
2794 #else
2795
2796 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2797 {
2798 }
2799
2800 #endif
2801
2802 /**
2803  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2804  * @prev: the thread we just switched away from.
2805  */
2806 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2807         __releases(rq->lock)
2808 {
2809         struct rq *rq;
2810
2811         /*
2812          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2813          * finish_task_switch() for details.
2814          *
2815          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2816          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2817          * PREEMPT_COUNT kernels).
2818          */
2819
2820         rq = finish_task_switch(prev);
2821         balance_callback(rq);
2822         preempt_enable();
2823
2824         if (current->set_child_tid)
2825                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2826
2827         calculate_sigpending();
2828 }
2829
2830 /*
2831  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2832  */
2833 static __always_inline struct rq *
2834 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2835                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2836 {
2837         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2838
2839         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2840
2841         mm = next->mm;
2842         oldmm = prev->active_mm;
2843         /*
2844          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2845          * combine the page table reload and the switch backend into
2846          * one hypercall.
2847          */
2848         arch_start_context_switch(prev);
2849
2850         /*
2851          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2852          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2853          * Both of these contain the full memory barrier required by
2854          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2855          * user-space.
2856          */
2857         if (!mm) {
2858                 next->active_mm = oldmm;
2859                 mmgrab(oldmm);
2860                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2861         } else
2862                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2863
2864         if (!prev->mm) {
2865                 prev->active_mm = NULL;
2866                 rq->prev_mm = oldmm;
2867         }
2868
2869         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2870
2871         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2872
2873         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2874         switch_to(prev, next, prev);
2875         barrier();
2876
2877         return finish_task_switch(prev);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * nr_running and nr_context_switches:
2882  *
2883  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2884  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2885  */
2886 unsigned long nr_running(void)
2887 {
2888         unsigned long i, sum = 0;
2889
2890         for_each_online_cpu(i)
2891                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2892
2893         return sum;
2894 }
2895
2896 /*
2897  * Check if only the current task is running on the CPU.
2898  *
2899  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2900  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2901  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2902  *
2903  * - from a non-preemptible section (of course)
2904  *
2905  * - from a thread that is bound to a single CPU
2906  *
2907  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2908  */
2909 bool single_task_running(void)
2910 {
2911         return raw_rq()->nr_running == 1;
2912 }
2913 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2914
2915 unsigned long long nr_context_switches(void)
2916 {
2917         int i;
2918         unsigned long long sum = 0;
2919
2920         for_each_possible_cpu(i)
2921                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2922
2923         return sum;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
2928  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
2929  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
2930  * it does become runnable.
2931  */
2932
2933 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2934 {
2935         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2940  *
2941  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2942  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2943  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2944  *
2945  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2946  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2947  * running and we'd not be idle.
2948  *
2949  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2950  * is broken.
2951  *
2952  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2953  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2954  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2955  * utilising both CPUs.
2956  *
2957  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2958  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2959  *
2960  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2961  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2962  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2963  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2964  *
2965  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2966  */
2967
2968 unsigned long nr_iowait(void)
2969 {
2970         unsigned long i, sum = 0;
2971
2972         for_each_possible_cpu(i)
2973                 sum += nr_iowait_cpu(i);
2974
2975         return sum;
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_SMP
2979
2980 /*
2981  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2982  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2983  */
2984 void sched_exec(void)
2985 {
2986         struct task_struct *p = current;
2987         unsigned long flags;
2988         int dest_cpu;
2989
2990         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2991         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2992         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2993                 goto unlock;
2994
2995         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2996                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2997
2998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2999                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3000                 return;
3001         }
3002 unlock:
3003         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3004 }
3005
3006 #endif
3007
3008 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3009 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3010
3011 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3012 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3013
3014 /*
3015  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3016  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3017  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3018  * Prefetching this data results in improved performance.
3019  */
3020 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3021 {
3022 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3023         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3024 #else
3025         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3026 #endif
3027         prefetch(curr);
3028         prefetch(&curr->exec_start);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Return accounted runtime for the task.
3033  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3034  * pending runtime that have not been accounted yet.
3035  */
3036 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3037 {
3038         struct rq_flags rf;
3039         struct rq *rq;
3040         u64 ns;
3041
3042 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3043         /*
3044          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3045          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3046          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3047          *
3048          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3049          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3050          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3051          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3052          * been accounted, so we're correct here as well.
3053          */
3054         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3055                 return p->se.sum_exec_runtime;
3056 #endif
3057
3058         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3059         /*
3060          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3061          * project cycles that may never be accounted to this
3062          * thread, breaking clock_gettime().
3063          */
3064         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3065                 prefetch_curr_exec_start(p);
3066                 update_rq_clock(rq);
3067                 p->sched_class->update_curr(rq);
3068         }
3069         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3070         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3071
3072         return ns;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3077  * We call it with interrupts disabled.
3078  */
3079 void scheduler_tick(void)
3080 {
3081         int cpu = smp_processor_id();
3082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3083         struct task_struct *curr = rq->curr;
3084         struct rq_flags rf;
3085
3086         sched_clock_tick();
3087
3088         rq_lock(rq, &rf);
3089
3090         update_rq_clock(rq);
3091         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3092         cpu_load_update_active(rq);
3093         calc_global_load_tick(rq);
3094         psi_task_tick(rq);
3095
3096         rq_unlock(rq, &rf);
3097
3098         perf_event_task_tick();
3099
3100 #ifdef CONFIG_SMP
3101         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3102         trigger_load_balance(rq);
3103 #endif
3104 }
3105
3106 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3107
3108 struct tick_work {
3109         int                     cpu;
3110         struct delayed_work     work;
3111 };
3112
3113 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3114
3115 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3116 {
3117         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3118         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3119         int cpu = twork->cpu;
3120         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3121         struct task_struct *curr;
3122         struct rq_flags rf;
3123         u64 delta;
3124
3125         /*
3126          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3127          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3128          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3129          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3130          * of when exactly it is running.
3131          */
3132         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3133                 goto out_requeue;
3134
3135         rq_lock_irq(rq, &rf);
3136         curr = rq->curr;
3137         if (is_idle_task(curr))
3138                 goto out_unlock;
3139
3140         update_rq_clock(rq);
3141         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3142
3143         /*
3144          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3145          * amount of time.
3146          */
3147         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3148         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3149
3150 out_unlock:
3151         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3152
3153 out_requeue:
3154         /*
3155          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3156          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3157          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3158          */
3159         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3160 }
3161
3162 static void sched_tick_start(int cpu)
3163 {
3164         struct tick_work *twork;
3165
3166         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3167                 return;
3168
3169         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3170
3171         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3172         twork->cpu = cpu;
3173         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3174         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3175 }
3176
3177 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3178 static void sched_tick_stop(int cpu)
3179 {
3180         struct tick_work *twork;
3181
3182         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3183                 return;
3184
3185         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3186
3187         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3188         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3189 }
3190 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3191
3192 int __init sched_tick_offload_init(void)
3193 {
3194         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3195         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3196
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3201 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3202 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3203 #endif
3204
3205 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3206                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3207 /*
3208  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3209  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3210  */
3211 static inline void preempt_latency_start(int val)
3212 {
3213         if (preempt_count() == val) {
3214                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3215 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3216                 current->preempt_disable_ip = ip;
3217 #endif
3218                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3219         }
3220 }
3221
3222 void preempt_count_add(int val)
3223 {
3224 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3225         /*
3226          * Underflow?
3227          */
3228         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3229                 return;
3230 #endif
3231         __preempt_count_add(val);
3232 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3233         /*
3234          * Spinlock count overflowing soon?
3235          */
3236         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3237                                 PREEMPT_MASK - 10);
3238 #endif
3239         preempt_latency_start(val);
3240 }
3241 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3242 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3243
3244 /*
3245  * If the value passed in equals to the current preempt count
3246  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3247  */
3248 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3249 {
3250         if (preempt_count() == val)
3251                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3252 }
3253
3254 void preempt_count_sub(int val)
3255 {
3256 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3257         /*
3258          * Underflow?
3259          */
3260         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3261                 return;
3262         /*
3263          * Is the spinlock portion underflowing?
3264          */
3265         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3266                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3267                 return;
3268 #endif
3269
3270         preempt_latency_stop(val);
3271         __preempt_count_sub(val);
3272 }
3273 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3274 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3275
3276 #else
3277 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3278 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3279 #endif
3280
3281 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3282 {
3283 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3284         return p->preempt_disable_ip;
3285 #else
3286         return 0;
3287 #endif
3288 }
3289
3290 /*
3291  * Print scheduling while atomic bug:
3292  */
3293 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3294 {
3295         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3296         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3297
3298         if (oops_in_progress)
3299                 return;
3300
3301         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3302                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3303
3304         debug_show_held_locks(prev);
3305         print_modules();
3306         if (irqs_disabled())
3307                 print_irqtrace_events(prev);
3308         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3309             && in_atomic_preempt_off()) {
3310                 pr_err("Preemption disabled at:");
3311                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3312                 pr_cont("\n");
3313         }
3314         if (panic_on_warn)
3315                 panic("scheduling while atomic\n");
3316
3317         dump_stack();
3318         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3319 }
3320
3321 /*
3322  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3323  */
3324 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3325 {
3326 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3327         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3328                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3329 #endif
3330
3331         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3332                 __schedule_bug(prev);
3333                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3334         }
3335         rcu_sleep_check();
3336
3337         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3338
3339         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3340 }
3341
3342 /*
3343  * Pick up the highest-prio task:
3344  */
3345 static inline struct task_struct *
3346 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3347 {
3348         const struct sched_class *class;
3349         struct task_struct *p;
3350
3351         /*
3352          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3353          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3354          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3355          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3356          */
3357         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3358                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3359                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3360
3361                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3362                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3363                         goto again;
3364
3365                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3366                 if (unlikely(!p))
3367                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3368
3369                 return p;
3370         }
3371
3372 again:
3373         for_each_class(class) {
3374                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3375                 if (p) {
3376                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3377                                 goto again;
3378                         return p;
3379                 }
3380         }
3381
3382         /* The idle class should always have a runnable task: */
3383         BUG();
3384 }
3385
3386 /*
3387  * __schedule() is the main scheduler function.
3388  *
3389  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3390  *
3391  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3392  *
3393  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3394  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3395  *
3396  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3397  *      interrupt handler scheduler_tick().
3398  *
3399  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3400  *      task to the run-queue and that's it.
3401  *
3402  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3403  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3404  *      called on the nearest possible occasion:
3405  *
3406  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3407  *
3408  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3409  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3410  *           spin_unlock()!)
3411  *
3412  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3413  *           preemptible context
3414  *
3415  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3416  *         then at the next:
3417  *
3418  *          - cond_resched() call
3419  *          - explicit schedule() call
3420  *          - return from syscall or exception to user-space
3421  *          - return from interrupt-handler to user-space
3422  *
3423  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3424  */
3425 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3426 {
3427         struct task_struct *prev, *next;
3428         unsigned long *switch_count;
3429         struct rq_flags rf;
3430         struct rq *rq;
3431         int cpu;
3432
3433         cpu = smp_processor_id();
3434         rq = cpu_rq(cpu);
3435         prev = rq->curr;
3436
3437         schedule_debug(prev);
3438
3439         if (sched_feat(HRTICK))
3440                 hrtick_clear(rq);
3441
3442         local_irq_disable();
3443         rcu_note_context_switch(preempt);
3444
3445         /*
3446          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3447          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3448          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3449          *
3450          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3451          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3452          */
3453         rq_lock(rq, &rf);
3454         smp_mb__after_spinlock();
3455
3456         /* Promote REQ to ACT */
3457         rq->clock_update_flags <<= 1;
3458         update_rq_clock(rq);
3459
3460         switch_count = &prev->nivcsw;
3461         if (!preempt && prev->state) {
3462                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
3463                         prev->state = TASK_RUNNING;
3464                 } else {