Merge remote-tracking branch 'asoc/topic/core' into asoc-next
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <uapi/linux/sched/types.h>
11 #include <linux/sched/loadavg.h>
12 #include <linux/sched/hotplug.h>
13 #include <linux/wait_bit.h>
14 #include <linux/cpuset.h>
15 #include <linux/delayacct.h>
16 #include <linux/init_task.h>
17 #include <linux/context_tracking.h>
18 #include <linux/rcupdate_wait.h>
19 #include <linux/compat.h>
20
21 #include <linux/blkdev.h>
22 #include <linux/kprobes.h>
23 #include <linux/mmu_context.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/nmi.h>
26 #include <linux/prefetch.h>
27 #include <linux/profile.h>
28 #include <linux/security.h>
29 #include <linux/syscalls.h>
30 #include <linux/sched/isolation.h>
31
32 #include <asm/switch_to.h>
33 #include <asm/tlb.h>
34 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
35 #include <asm/paravirt.h>
36 #endif
37
38 #include "sched.h"
39 #include "../workqueue_internal.h"
40 #include "../smpboot.h"
41
42 #define CREATE_TRACE_POINTS
43 #include <trace/events/sched.h>
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61 #endif
62
63 /*
64  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
65  * Limited because this is done with IRQs disabled.
66  */
67 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
68
69 /*
70  * period over which we average the RT time consumption, measured
71  * in ms.
72  *
73  * default: 1s
74  */
75 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
76
77 /*
78  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
79  * default: 1s
80  */
81 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
82
83 __read_mostly int scheduler_running;
84
85 /*
86  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
87  * default: 0.95s
88  */
89 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
90
91 /*
92  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
93  */
94 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
95         __acquires(rq->lock)
96 {
97         struct rq *rq;
98
99         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
100
101         for (;;) {
102                 rq = task_rq(p);
103                 raw_spin_lock(&rq->lock);
104                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
105                         rq_pin_lock(rq, rf);
106                         return rq;
107                 }
108                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
109
110                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
111                         cpu_relax();
112         }
113 }
114
115 /*
116  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
117  */
118 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
119         __acquires(p->pi_lock)
120         __acquires(rq->lock)
121 {
122         struct rq *rq;
123
124         for (;;) {
125                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
126                 rq = task_rq(p);
127                 raw_spin_lock(&rq->lock);
128                 /*
129                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
130                  *
131                  *      ACQUIRE (rq->lock)
132                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
133                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
134                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
135                  *                                      [L] ->on_rq
136                  *      RELEASE (rq->lock)
137                  *
138                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
139                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
140                  *
141                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
142                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
143                  */
144                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
145                         rq_pin_lock(rq, rf);
146                         return rq;
147                 }
148                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
149                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
150
151                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
152                         cpu_relax();
153         }
154 }
155
156 /*
157  * RQ-clock updating methods:
158  */
159
160 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
161 {
162 /*
163  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
164  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
165  */
166 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
167         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
168 #endif
169 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
170         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
171
172         /*
173          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
174          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
175          * {soft,}irq region.
176          *
177          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
178          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
179          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
180          * monotonic.
181          *
182          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
183          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
184          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
185          * atomic ops.
186          */
187         if (irq_delta > delta)
188                 irq_delta = delta;
189
190         rq->prev_irq_time += irq_delta;
191         delta -= irq_delta;
192 #endif
193 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
194         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
195                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
196                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
197
198                 if (unlikely(steal > delta))
199                         steal = delta;
200
201                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
202                 delta -= steal;
203         }
204 #endif
205
206         rq->clock_task += delta;
207
208 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
209         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
210                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
211 #endif
212 }
213
214 void update_rq_clock(struct rq *rq)
215 {
216         s64 delta;
217
218         lockdep_assert_held(&rq->lock);
219
220         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
221                 return;
222
223 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
224         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
225                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
226         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
227 #endif
228
229         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
230         if (delta < 0)
231                 return;
232         rq->clock += delta;
233         update_rq_clock_task(rq, delta);
234 }
235
236
237 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
238 /*
239  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
240  */
241
242 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
243 {
244         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
245                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
246 }
247
248 /*
249  * High-resolution timer tick.
250  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
251  */
252 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
253 {
254         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
255         struct rq_flags rf;
256
257         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
258
259         rq_lock(rq, &rf);
260         update_rq_clock(rq);
261         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
262         rq_unlock(rq, &rf);
263
264         return HRTIMER_NORESTART;
265 }
266
267 #ifdef CONFIG_SMP
268
269 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
270 {
271         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
272
273         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
274 }
275
276 /*
277  * called from hardirq (IPI) context
278  */
279 static void __hrtick_start(void *arg)
280 {
281         struct rq *rq = arg;
282         struct rq_flags rf;
283
284         rq_lock(rq, &rf);
285         __hrtick_restart(rq);
286         rq->hrtick_csd_pending = 0;
287         rq_unlock(rq, &rf);
288 }
289
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
298         ktime_t time;
299         s64 delta;
300
301         /*
302          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
303          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
304          */
305         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
306         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
307
308         hrtimer_set_expires(timer, time);
309
310         if (rq == this_rq()) {
311                 __hrtick_restart(rq);
312         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
313                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
314                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
315         }
316 }
317
318 #else
319 /*
320  * Called to set the hrtick timer state.
321  *
322  * called with rq->lock held and irqs disabled
323  */
324 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
325 {
326         /*
327          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
328          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
329          */
330         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
331         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
332                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
333 }
334 #endif /* CONFIG_SMP */
335
336 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
337 {
338 #ifdef CONFIG_SMP
339         rq->hrtick_csd_pending = 0;
340
341         rq->hrtick_csd.flags = 0;
342         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
343         rq->hrtick_csd.info = rq;
344 #endif
345
346         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
347         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
348 }
349 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
350 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
351 {
352 }
353
354 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
355 {
356 }
357 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
358
359 /*
360  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
361  */
362 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
363         ({                                                              \
364                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
365                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
366                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
367                                                                         \
368                 for (;;) {                                              \
369                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
370                         if (_old == _val)                               \
371                                 break;                                  \
372                         _val = _old;                                    \
373                 }                                                       \
374         _old;                                                           \
375 })
376
377 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
378 /*
379  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
380  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
381  * spurious IPIs.
382  */
383 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
387 }
388
389 /*
390  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
391  *
392  * If this returns true, then the idle task promises to call
393  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
394  */
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
398         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
399
400         for (;;) {
401                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
402                         return false;
403                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
404                         return true;
405                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
406                 if (old == val)
407                         break;
408                 val = old;
409         }
410         return true;
411 }
412
413 #else
414 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
415 {
416         set_tsk_need_resched(p);
417         return true;
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         return false;
424 }
425 #endif
426 #endif
427
428 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
429 {
430         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
431
432         /*
433          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
434          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
435          * wakeup due to that.
436          *
437          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
438          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
439          */
440         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
441                 return;
442
443         get_task_struct(task);
444
445         /*
446          * The head is context local, there can be no concurrency.
447          */
448         *head->lastp = node;
449         head->lastp = &node->next;
450 }
451
452 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
453 {
454         struct wake_q_node *node = head->first;
455
456         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
457                 struct task_struct *task;
458
459                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
460                 BUG_ON(!task);
461                 /* Task can safely be re-inserted now: */
462                 node = node->next;
463                 task->wake_q.next = NULL;
464
465                 /*
466                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
467                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
468                  */
469                 wake_up_process(task);
470                 put_task_struct(task);
471         }
472 }
473
474 /*
475  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
476  *
477  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
478  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
479  * the target CPU.
480  */
481 void resched_curr(struct rq *rq)
482 {
483         struct task_struct *curr = rq->curr;
484         int cpu;
485
486         lockdep_assert_held(&rq->lock);
487
488         if (test_tsk_need_resched(curr))
489                 return;
490
491         cpu = cpu_of(rq);
492
493         if (cpu == smp_processor_id()) {
494                 set_tsk_need_resched(curr);
495                 set_preempt_need_resched();
496                 return;
497         }
498
499         if (set_nr_and_not_polling(curr))
500                 smp_send_reschedule(cpu);
501         else
502                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
503 }
504
505 void resched_cpu(int cpu)
506 {
507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
508         unsigned long flags;
509
510         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
511         resched_curr(rq);
512         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
513 }
514
515 #ifdef CONFIG_SMP
516 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
517 /*
518  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
519  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
520  *
521  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
522  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
523  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
524  */
525 int get_nohz_timer_target(void)
526 {
527         int i, cpu = smp_processor_id();
528         struct sched_domain *sd;
529
530         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
531                 return cpu;
532
533         rcu_read_lock();
534         for_each_domain(cpu, sd) {
535                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
536                         if (cpu == i)
537                                 continue;
538
539                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
540                                 cpu = i;
541                                 goto unlock;
542                         }
543                 }
544         }
545
546         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
547                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
548 unlock:
549         rcu_read_unlock();
550         return cpu;
551 }
552
553 /*
554  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
555  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
556  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
557  * idle system the next event might even be infinite time into the
558  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
559  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
560  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
561  * wheel for the next timer event.
562  */
563 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
564 {
565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
566
567         if (cpu == smp_processor_id())
568                 return;
569
570         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
571                 smp_send_reschedule(cpu);
572         else
573                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
574 }
575
576 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         /*
579          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
580          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
581          * If needed we can still optimize that later with an
582          * empty IRQ.
583          */
584         if (cpu_is_offline(cpu))
585                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
586         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
587                 if (cpu != smp_processor_id() ||
588                     tick_nohz_tick_stopped())
589                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
590                 return true;
591         }
592
593         return false;
594 }
595
596 /*
597  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
598  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
599  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
600  */
601 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
602 {
603         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
604                 wake_up_idle_cpu(cpu);
605 }
606
607 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
608 {
609         int cpu = smp_processor_id();
610
611         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
612                 return false;
613
614         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
615                 return true;
616
617         /*
618          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
619          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
620          */
621         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
622         return false;
623 }
624
625 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
626
627 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
628 {
629         return false;
630 }
631
632 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
633
634 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
635 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
636 {
637         int fifo_nr_running;
638
639         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
640         if (rq->dl.dl_nr_running)
641                 return false;
642
643         /*
644          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
645          * actual RR behaviour.
646          */
647         if (rq->rt.rr_nr_running) {
648                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
649                         return true;
650                 else
651                         return false;
652         }
653
654         /*
655          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
656          * forced preemption between FIFO tasks.
657          */
658         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
659         if (fifo_nr_running)
660                 return true;
661
662         /*
663          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
664          * if there's more than one we need the tick for involuntary
665          * preemption.
666          */
667         if (rq->nr_running > 1)
668                 return false;
669
670         return true;
671 }
672 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
673
674 void sched_avg_update(struct rq *rq)
675 {
676         s64 period = sched_avg_period();
677
678         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
679                 /*
680                  * Inline assembly required to prevent the compiler
681                  * optimising this loop into a divmod call.
682                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
683                  */
684                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
685                 rq->age_stamp += period;
686                 rq->rt_avg /= 2;
687         }
688 }
689
690 #endif /* CONFIG_SMP */
691
692 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
693                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
694 /*
695  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
696  * node and @up when leaving it for the final time.
697  *
698  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
699  */
700 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
701                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
702 {
703         struct task_group *parent, *child;
704         int ret;
705
706         parent = from;
707
708 down:
709         ret = (*down)(parent, data);
710         if (ret)
711                 goto out;
712         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
713                 parent = child;
714                 goto down;
715
716 up:
717                 continue;
718         }
719         ret = (*up)(parent, data);
720         if (ret || parent == from)
721                 goto out;
722
723         child = parent;
724         parent = parent->parent;
725         if (parent)
726                 goto up;
727 out:
728         return ret;
729 }
730
731 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
732 {
733         return 0;
734 }
735 #endif
736
737 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
738 {
739         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
740         struct load_weight *load = &p->se.load;
741
742         /*
743          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
744          */
745         if (idle_policy(p->policy)) {
746                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
747                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
748                 return;
749         }
750
751         /*
752          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
753          * weight
754          */
755         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
756                 reweight_task(p, prio);
757         } else {
758                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
759                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
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
771         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
772 }
773
774 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
775 {
776         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
777                 update_rq_clock(rq);
778
779         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
780                 sched_info_dequeued(rq, p);
781
782         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
783 }
784
785 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
786 {
787         if (task_contributes_to_load(p))
788                 rq->nr_uninterruptible--;
789
790         enqueue_task(rq, p, flags);
791 }
792
793 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
794 {
795         if (task_contributes_to_load(p))
796                 rq->nr_uninterruptible++;
797
798         dequeue_task(rq, p, flags);
799 }
800
801 /*
802  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
803  */
804 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
805 {
806         return p->static_prio;
807 }
808
809 /*
810  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
811  * without taking RT-inheritance into account. Might be
812  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
813  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
814  * estimator recalculates.
815  */
816 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
817 {
818         int prio;
819
820         if (task_has_dl_policy(p))
821                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
822         else if (task_has_rt_policy(p))
823                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
824         else
825                 prio = __normal_prio(p);
826         return prio;
827 }
828
829 /*
830  * Calculate the current priority, i.e. the priority
831  * taken into account by the scheduler. This value might
832  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
833  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
834  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
835  */
836 static int effective_prio(struct task_struct *p)
837 {
838         p->normal_prio = normal_prio(p);
839         /*
840          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
841          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
842          * to the normal priority:
843          */
844         if (!rt_prio(p->prio))
845                 return p->normal_prio;
846         return p->prio;
847 }
848
849 /**
850  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
851  * @p: the task in question.
852  *
853  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
854  */
855 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
856 {
857         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
858 }
859
860 /*
861  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
862  * use the balance_callback list if you want balancing.
863  *
864  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
865  * balance_callback().
866  */
867 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
868                                        const struct sched_class *prev_class,
869                                        int oldprio)
870 {
871         if (prev_class != p->sched_class) {
872                 if (prev_class->switched_from)
873                         prev_class->switched_from(rq, p);
874
875                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
876         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
877                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
878 }
879
880 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
881 {
882         const struct sched_class *class;
883
884         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
885                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
886         } else {
887                 for_each_class(class) {
888                         if (class == rq->curr->sched_class)
889                                 break;
890                         if (class == p->sched_class) {
891                                 resched_curr(rq);
892                                 break;
893                         }
894                 }
895         }
896
897         /*
898          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
899          * this case, we can save a useless back to back clock update.
900          */
901         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
902                 rq_clock_skip_update(rq, true);
903 }
904
905 #ifdef CONFIG_SMP
906 /*
907  * This is how migration works:
908  *
909  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
910  *    stop_one_cpu().
911  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
912  *    off the CPU)
913  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
914  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
915  *    it and puts it into the right queue.
916  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
917  *    is done.
918  */
919
920 /*
921  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
922  *
923  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
924  */
925 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
926                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
927 {
928         lockdep_assert_held(&rq->lock);
929
930         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
931         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
932         set_task_cpu(p, new_cpu);
933         rq_unlock(rq, rf);
934
935         rq = cpu_rq(new_cpu);
936
937         rq_lock(rq, rf);
938         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
939         enqueue_task(rq, p, 0);
940         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
941         check_preempt_curr(rq, p, 0);
942
943         return rq;
944 }
945
946 struct migration_arg {
947         struct task_struct *task;
948         int dest_cpu;
949 };
950
951 /*
952  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
953  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
954  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
955  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
956  *
957  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
958  * as the task is no longer on this CPU.
959  */
960 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
961                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
962 {
963         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
964                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
965                         return rq;
966         } else {
967                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
968                         return rq;
969         }
970
971         /* Affinity changed (again). */
972         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
973                 return rq;
974
975         update_rq_clock(rq);
976         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
977
978         return rq;
979 }
980
981 /*
982  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
983  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
984  * 'pushing' onto another runqueue.
985  */
986 static int migration_cpu_stop(void *data)
987 {
988         struct migration_arg *arg = data;
989         struct task_struct *p = arg->task;
990         struct rq *rq = this_rq();
991         struct rq_flags rf;
992
993         /*
994          * The original target CPU might have gone down and we might
995          * be on another CPU but it doesn't matter.
996          */
997         local_irq_disable();
998         /*
999          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1000          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1001          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1002          */
1003         sched_ttwu_pending();
1004
1005         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1006         rq_lock(rq, &rf);
1007         /*
1008          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1009          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1010          * we're holding p->pi_lock.
1011          */
1012         if (task_rq(p) == rq) {
1013                 if (task_on_rq_queued(p))
1014                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1015                 else
1016                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1017         }
1018         rq_unlock(rq, &rf);
1019         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1020
1021         local_irq_enable();
1022         return 0;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1027  * actually call this function.
1028  */
1029 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1030 {
1031         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1032         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1033 }
1034
1035 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1036 {
1037         struct rq *rq = task_rq(p);
1038         bool queued, running;
1039
1040         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1041
1042         queued = task_on_rq_queued(p);
1043         running = task_current(rq, p);
1044
1045         if (queued) {
1046                 /*
1047                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1048                  * holding rq->lock.
1049                  */
1050                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1051                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1052         }
1053         if (running)
1054                 put_prev_task(rq, p);
1055
1056         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1057
1058         if (queued)
1059                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1060         if (running)
1061                 set_curr_task(rq, p);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1066  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1067  * is removed from the allowed bitmask.
1068  *
1069  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1070  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1071  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1072  */
1073 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1074                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1075 {
1076         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1077         unsigned int dest_cpu;
1078         struct rq_flags rf;
1079         struct rq *rq;
1080         int ret = 0;
1081
1082         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1083         update_rq_clock(rq);
1084
1085         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1086                 /*
1087                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1088                  */
1089                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1090         }
1091
1092         /*
1093          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1094          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1095          */
1096         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1097                 ret = -EINVAL;
1098                 goto out;
1099         }
1100
1101         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1102                 goto out;
1103
1104         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1105                 ret = -EINVAL;
1106                 goto out;
1107         }
1108
1109         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1110
1111         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1112                 /*
1113                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1114                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1115                  */
1116                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1117                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1118                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1119         }
1120
1121         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1122         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1123                 goto out;
1124
1125         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1126         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1127                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1128                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1129                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1130                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1131                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1132                 return 0;
1133         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1134                 /*
1135                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1136                  * afterwards anyway.
1137                  */
1138                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1139         }
1140 out:
1141         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1142
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1147 {
1148         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1149 }
1150 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1151
1152 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1153 {
1154 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1155         /*
1156          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1157          * ttwu() will sort out the placement.
1158          */
1159         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1160                         !p->on_rq);
1161
1162         /*
1163          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1164          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1165          * time relying on p->on_rq.
1166          */
1167         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1168                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1169                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1170
1171 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1172         /*
1173          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1174          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1175          *
1176          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1177          * see task_group().
1178          *
1179          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1180          * task_rq_lock().
1181          */
1182         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1183                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1184 #endif
1185         /*
1186          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1187          */
1188         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1189 #endif
1190
1191         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1192
1193         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1194                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1195                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1196                 p->se.nr_migrations++;
1197                 perf_event_task_migrate(p);
1198         }
1199
1200         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1201 }
1202
1203 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1204 {
1205         if (task_on_rq_queued(p)) {
1206                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1207                 struct rq_flags srf, drf;
1208
1209                 src_rq = task_rq(p);
1210                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1211
1212                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1213                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1214
1215                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1216                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1217                 set_task_cpu(p, cpu);
1218                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1219                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1220                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1221
1222                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1223                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1224
1225         } else {
1226                 /*
1227                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1228                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1229                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1230                  */
1231                 p->wake_cpu = cpu;
1232         }
1233 }
1234
1235 struct migration_swap_arg {
1236         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1237         int src_cpu, dst_cpu;
1238 };
1239
1240 static int migrate_swap_stop(void *data)
1241 {
1242         struct migration_swap_arg *arg = data;
1243         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1244         int ret = -EAGAIN;
1245
1246         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1247                 return -EAGAIN;
1248
1249         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1250         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1251
1252         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1253                         &arg->dst_task->pi_lock);
1254         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1255
1256         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1257                 goto unlock;
1258
1259         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1260                 goto unlock;
1261
1262         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1263                 goto unlock;
1264
1265         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1266                 goto unlock;
1267
1268         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1269         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1270
1271         ret = 0;
1272
1273 unlock:
1274         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1275         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1276         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1277
1278         return ret;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Cross migrate two tasks
1283  */
1284 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1285 {
1286         struct migration_swap_arg arg;
1287         int ret = -EINVAL;
1288
1289         arg = (struct migration_swap_arg){
1290                 .src_task = cur,
1291                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1292                 .dst_task = p,
1293                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1294         };
1295
1296         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1297                 goto out;
1298
1299         /*
1300          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1301          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1302          */
1303         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1304                 goto out;
1305
1306         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1307                 goto out;
1308
1309         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1310                 goto out;
1311
1312         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1313         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1314
1315 out:
1316         return ret;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1321  *
1322  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1323  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1324  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1325  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1326  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1327  * @p has remained unscheduled the whole time.
1328  *
1329  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1330  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1331  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1332  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1333  * waiting to become inactive.
1334  */
1335 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1336 {
1337         int running, queued;
1338         struct rq_flags rf;
1339         unsigned long ncsw;
1340         struct rq *rq;
1341
1342         for (;;) {
1343                 /*
1344                  * We do the initial early heuristics without holding
1345                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1346                  * the runqueue lock when things look like they will
1347                  * work out!
1348                  */
1349                 rq = task_rq(p);
1350
1351                 /*
1352                  * If the task is actively running on another CPU
1353                  * still, just relax and busy-wait without holding
1354                  * any locks.
1355                  *
1356                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1357                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1358                  * But we don't care, since "task_running()" will
1359                  * return false if the runqueue has changed and p
1360                  * is actually now running somewhere else!
1361                  */
1362                 while (task_running(rq, p)) {
1363                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1364                                 return 0;
1365                         cpu_relax();
1366                 }
1367
1368                 /*
1369                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1370                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1371                  * just go back and repeat.
1372                  */
1373                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1374                 trace_sched_wait_task(p);
1375                 running = task_running(rq, p);
1376                 queued = task_on_rq_queued(p);
1377                 ncsw = 0;
1378                 if (!match_state || p->state == match_state)
1379                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1380                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1381
1382                 /*
1383                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1384                  */
1385                 if (unlikely(!ncsw))
1386                         break;
1387
1388                 /*
1389                  * Was it really running after all now that we
1390                  * checked with the proper locks actually held?
1391                  *
1392                  * Oops. Go back and try again..
1393                  */
1394                 if (unlikely(running)) {
1395                         cpu_relax();
1396                         continue;
1397                 }
1398
1399                 /*
1400                  * It's not enough that it's not actively running,
1401                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1402                  * preempted!
1403                  *
1404                  * So if it was still runnable (but just not actively
1405                  * running right now), it's preempted, and we should
1406                  * yield - it could be a while.
1407                  */
1408                 if (unlikely(queued)) {
1409                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1410
1411                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1412                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1413                         continue;
1414                 }
1415
1416                 /*
1417                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1418                  * runnable, which means that it will never become
1419                  * running in the future either. We're all done!
1420                  */
1421                 break;
1422         }
1423
1424         return ncsw;
1425 }
1426
1427 /***
1428  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1429  * @p: the to-be-kicked thread
1430  *
1431  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1432  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1433  *
1434  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1435  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1436  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1437  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1438  * achieved as well.
1439  */
1440 void kick_process(struct task_struct *p)
1441 {
1442         int cpu;
1443
1444         preempt_disable();
1445         cpu = task_cpu(p);
1446         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1447                 smp_send_reschedule(cpu);
1448         preempt_enable();
1449 }
1450 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1451
1452 /*
1453  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1454  *
1455  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1456  *
1457  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1458  *
1459  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1460  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1461  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1462  *    see it.
1463  *
1464  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1465  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1466  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1467  *    off.
1468  *
1469  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1470  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1471  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1472  * to satisfy the above rules.
1473  */
1474 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1475 {
1476         int nid = cpu_to_node(cpu);
1477         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1478         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1479         int dest_cpu;
1480
1481         /*
1482          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1483          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1484          * select the CPU on the other node.
1485          */
1486         if (nid != -1) {
1487                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1488
1489                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1490                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1491                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1492                                 continue;
1493                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1494                                 return dest_cpu;
1495                 }
1496         }
1497
1498         for (;;) {
1499                 /* Any allowed, online CPU? */
1500                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1501                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1502                                 continue;
1503                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1504                                 continue;
1505                         goto out;
1506                 }
1507
1508                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1509                 switch (state) {
1510                 case cpuset:
1511                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1512                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1513                                 state = possible;
1514                                 break;
1515                         }
1516                         /* Fall-through */
1517                 case possible:
1518                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1519                         state = fail;
1520                         break;
1521
1522                 case fail:
1523                         BUG();
1524                         break;
1525                 }
1526         }
1527
1528 out:
1529         if (state != cpuset) {
1530                 /*
1531                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1532                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1533                  * leave kernel.
1534                  */
1535                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1536                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1537                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1538                 }
1539         }
1540
1541         return dest_cpu;
1542 }
1543
1544 /*
1545  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1546  */
1547 static inline
1548 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1549 {
1550         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1551
1552         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1553                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1554         else
1555                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1556
1557         /*
1558          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1559          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1560          * CPU.
1561          *
1562          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1563          *
1564          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1565          *   not worry about this generic constraint ]
1566          */
1567         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1568                      !cpu_online(cpu)))
1569                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1570
1571         return cpu;
1572 }
1573
1574 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1575 {
1576         s64 diff = sample - *avg;
1577         *avg += diff >> 3;
1578 }
1579
1580 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1581 {
1582         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1583         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1584
1585         if (stop) {
1586                 /*
1587                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1588                  * userspace knows about and won't get confused about.
1589                  *
1590                  * Also, it will make PI more or less work without too
1591                  * much confusion -- but then, stop work should not
1592                  * rely on PI working anyway.
1593                  */
1594                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1595
1596                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1597         }
1598
1599         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1600
1601         if (old_stop) {
1602                 /*
1603                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1604                  * it can die in pieces.
1605                  */
1606                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1607         }
1608 }
1609
1610 #else
1611
1612 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1613                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1614 {
1615         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1616 }
1617
1618 #endif /* CONFIG_SMP */
1619
1620 static void
1621 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1622 {
1623         struct rq *rq;
1624
1625         if (!schedstat_enabled())
1626                 return;
1627
1628         rq = this_rq();
1629
1630 #ifdef CONFIG_SMP
1631         if (cpu == rq->cpu) {
1632                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1633                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1634         } else {
1635                 struct sched_domain *sd;
1636
1637                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1638                 rcu_read_lock();
1639                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1640                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1641                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1642                                 break;
1643                         }
1644                 }
1645                 rcu_read_unlock();
1646         }
1647
1648         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1649                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1650 #endif /* CONFIG_SMP */
1651
1652         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1653         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1654
1655         if (wake_flags & WF_SYNC)
1656                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1657 }
1658
1659 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1660 {
1661         activate_task(rq, p, en_flags);
1662         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1663
1664         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1665         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1666                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1671  */
1672 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1673                            struct rq_flags *rf)
1674 {
1675         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1676         p->state = TASK_RUNNING;
1677         trace_sched_wakeup(p);
1678
1679 #ifdef CONFIG_SMP
1680         if (p->sched_class->task_woken) {
1681                 /*
1682                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1683                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1684                  */
1685                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1686                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1687                 rq_repin_lock(rq, rf);
1688         }
1689
1690         if (rq->idle_stamp) {
1691                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1692                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1693
1694                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1695
1696                 if (rq->avg_idle > max)
1697                         rq->avg_idle = max;
1698
1699                 rq->idle_stamp = 0;
1700         }
1701 #endif
1702 }
1703
1704 static void
1705 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1706                  struct rq_flags *rf)
1707 {
1708         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1709
1710         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1711
1712 #ifdef CONFIG_SMP
1713         if (p->sched_contributes_to_load)
1714                 rq->nr_uninterruptible--;
1715
1716         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1717                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1718 #endif
1719
1720         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1721         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1722 }
1723
1724 /*
1725  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1726  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1727  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1728  * the task is still ->on_rq.
1729  */
1730 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1731 {
1732         struct rq_flags rf;
1733         struct rq *rq;
1734         int ret = 0;
1735
1736         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1737         if (task_on_rq_queued(p)) {
1738                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1739                 update_rq_clock(rq);
1740                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1741                 ret = 1;
1742         }
1743         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1744
1745         return ret;
1746 }
1747
1748 #ifdef CONFIG_SMP
1749 void sched_ttwu_pending(void)
1750 {
1751         struct rq *rq = this_rq();
1752         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1753         struct task_struct *p, *t;
1754         struct rq_flags rf;
1755
1756         if (!llist)
1757                 return;
1758
1759         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1760         update_rq_clock(rq);
1761
1762         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1763                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1764
1765         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1766 }
1767
1768 void scheduler_ipi(void)
1769 {
1770         /*
1771          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1772          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1773          * this IPI.
1774          */
1775         preempt_fold_need_resched();
1776
1777         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1778                 return;
1779
1780         /*
1781          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1782          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1783          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1784          * we do call them.
1785          *
1786          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1787          * properly.
1788          *
1789          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1790          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1791          * somewhat pessimize the simple resched case.
1792          */
1793         irq_enter();
1794         sched_ttwu_pending();
1795
1796         /*
1797          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1798          */
1799         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1800                 this_rq()->idle_balance = 1;
1801                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1802         }
1803         irq_exit();
1804 }
1805
1806 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1807 {
1808         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1809
1810         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1811
1812         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1813                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1814                         smp_send_reschedule(cpu);
1815                 else
1816                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1817         }
1818 }
1819
1820 void wake_up_if_idle(int cpu)
1821 {
1822         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1823         struct rq_flags rf;
1824
1825         rcu_read_lock();
1826
1827         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1828                 goto out;
1829
1830         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1831                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1832         } else {
1833                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1834                 if (is_idle_task(rq->curr))
1835                         smp_send_reschedule(cpu);
1836                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1837                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1838         }
1839
1840 out:
1841         rcu_read_unlock();
1842 }
1843
1844 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1845 {
1846         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1847 }
1848 #endif /* CONFIG_SMP */
1849
1850 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1851 {
1852         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1853         struct rq_flags rf;
1854
1855 #if defined(CONFIG_SMP)
1856         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1857                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1858                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1859                 return;
1860         }
1861 #endif
1862
1863         rq_lock(rq, &rf);
1864         update_rq_clock(rq);
1865         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1866         rq_unlock(rq, &rf);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1871  *
1872  *  MIGRATION
1873  *
1874  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1875  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1876  * execution on its new CPU [c1].
1877  *
1878  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1879  *
1880  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1881  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1882  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1883  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1884  *
1885  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1886  * Note: we only require RCpc transitivity.
1887  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1888  *
1889  * Example:
1890  *
1891  *   CPU0            CPU1            CPU2
1892  *
1893  *   LOCK rq(0)->lock
1894  *   sched-out X
1895  *   sched-in Y
1896  *   UNLOCK rq(0)->lock
1897  *
1898  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1899  *                                   dequeue X
1900  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1901  *
1902  *                                   LOCK rq(1)->lock
1903  *                                   enqueue X
1904  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1905  *
1906  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1907  *                   sched-out Z
1908  *                   sched-in X
1909  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1910  *
1911  *
1912  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1913  *
1914  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1915  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1916  * chain to provide order. Instead we do:
1917  *
1918  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1919  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1920  *
1921  * Example:
1922  *
1923  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1924  *
1925  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1926  *   dequeue X
1927  *   sched-out X
1928  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1929  *
1930  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1931  *                    X->state = WAKING
1932  *                    set_task_cpu(X,2)
1933  *
1934  *                    LOCK rq(2)->lock
1935  *                    enqueue X
1936  *                    X->state = RUNNING
1937  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1938  *
1939  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1940  *                                          sched-out Z
1941  *                                          sched-in X
1942  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1943  *
1944  *                    UNLOCK X->pi_lock
1945  *   UNLOCK rq(0)->lock
1946  *
1947  *
1948  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1949  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1950  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1951  * its wakeup.
1952  *
1953  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1954  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1955  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1956  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1957  *
1958  */
1959
1960 /**
1961  * try_to_wake_up - wake up a thread
1962  * @p: the thread to be awakened
1963  * @state: the mask of task states that can be woken
1964  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1965  *
1966  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1967  *
1968  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1969  *
1970  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1971  * set_current_state().
1972  *
1973  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1974  *         %false otherwise.
1975  */
1976 static int
1977 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1978 {
1979         unsigned long flags;
1980         int cpu, success = 0;
1981
1982         /*
1983          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1984          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1985          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1986          * set_current_state() the waiting thread does.
1987          */
1988         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1989         smp_mb__after_spinlock();
1990         if (!(p->state & state))
1991                 goto out;
1992
1993         trace_sched_waking(p);
1994
1995         /* We're going to change ->state: */
1996         success = 1;
1997         cpu = task_cpu(p);
1998
1999         /*
2000          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2001          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2002          * in smp_cond_load_acquire() below.
2003          *
2004          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2005          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2006          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2007          *                              \
2008          *                               +---   RMB
2009          * schedule()                   /
2010          *       LOCK rq->lock    -----'
2011          *       UNLOCK rq->lock
2012          *
2013          * [task p]
2014          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2015          *
2016          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2017          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2018          * current.
2019          */
2020         smp_rmb();
2021         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2022                 goto stat;
2023
2024 #ifdef CONFIG_SMP
2025         /*
2026          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2027          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2028          *
2029          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2030          * from the runqueue.
2031          *
2032          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2033          *      UNLOCK rq->lock
2034          *                      RMB
2035          *      LOCK   rq->lock
2036          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2037          *
2038          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2039          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2040          * task, the second putting it to sleep.
2041          */
2042         smp_rmb();
2043
2044         /*
2045          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2046          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2047          *
2048          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2049          *
2050          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2051          * their previous state and preserve Program Order.
2052          */
2053         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2054
2055         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2056         p->state = TASK_WAKING;
2057
2058         if (p->in_iowait) {
2059                 delayacct_blkio_end();
2060                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2061         }
2062
2063         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2064         if (task_cpu(p) != cpu) {
2065                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2066                 set_task_cpu(p, cpu);
2067         }
2068
2069 #else /* CONFIG_SMP */
2070
2071         if (p->in_iowait) {
2072                 delayacct_blkio_end();
2073                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2074         }
2075
2076 #endif /* CONFIG_SMP */
2077
2078         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2079 stat:
2080         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2081 out:
2082         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2083
2084         return success;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2089  * @p: the thread to be awakened
2090  * @rf: request-queue flags for pinning
2091  *
2092  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2093  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2094  * the current task.
2095  */
2096 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2097 {
2098         struct rq *rq = task_rq(p);
2099
2100         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2101             WARN_ON_ONCE(p == current))
2102                 return;
2103
2104         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2105
2106         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2107                 /*
2108                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2109                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2110                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2111                  * not yet picked a replacement task.
2112                  */
2113                 rq_unlock(rq, rf);
2114                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2115                 rq_relock(rq, rf);
2116         }
2117
2118         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2119                 goto out;
2120
2121         trace_sched_waking(p);
2122
2123         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2124                 if (p->in_iowait) {
2125                         delayacct_blkio_end();
2126                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2127                 }
2128                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2129         }
2130
2131         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2132         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2133 out:
2134         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2135 }
2136
2137 /**
2138  * wake_up_process - Wake up a specific process
2139  * @p: The process to be woken up.
2140  *
2141  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2142  * processes.
2143  *
2144  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2145  *
2146  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2147  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2148  */
2149 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2150 {
2151         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2152 }
2153 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2154
2155 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2156 {
2157         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2162  * p is forked by current.
2163  *
2164  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2165  */
2166 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2167 {
2168         p->on_rq                        = 0;
2169
2170         p->se.on_rq                     = 0;
2171         p->se.exec_start                = 0;
2172         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2173         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2174         p->se.nr_migrations             = 0;
2175         p->se.vruntime                  = 0;
2176         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2177
2178 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2179         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2180 #endif
2181
2182 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2183         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2184         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2185 #endif
2186
2187         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2188         init_dl_task_timer(&p->dl);
2189         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2190         __dl_clear_params(p);
2191
2192         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2193         p->rt.timeout           = 0;
2194         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2195         p->rt.on_rq             = 0;
2196         p->rt.on_list           = 0;
2197
2198 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2199         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2200 #endif
2201
2202 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2203         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2204                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2205                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2206         }
2207
2208         if (clone_flags & CLONE_VM)
2209                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2210         else
2211                 p->numa_preferred_nid = -1;
2212
2213         p->node_stamp = 0ULL;
2214         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2215         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2216         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2217         p->numa_faults = NULL;
2218         p->last_task_numa_placement = 0;
2219         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2220
2221         p->numa_group = NULL;
2222 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2223 }
2224
2225 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2226
2227 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2228
2229 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2230 {
2231         if (enabled)
2232                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2233         else
2234                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2235 }
2236
2237 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2238 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2239                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2240 {
2241         struct ctl_table t;
2242         int err;
2243         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2244
2245         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2246                 return -EPERM;
2247
2248         t = *table;
2249         t.data = &state;
2250         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2251         if (err < 0)
2252                 return err;
2253         if (write)
2254                 set_numabalancing_state(state);
2255         return err;
2256 }
2257 #endif
2258 #endif
2259
2260 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2261
2262 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2263 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2264
2265 static void set_schedstats(bool enabled)
2266 {
2267         if (enabled)
2268                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2269         else
2270                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2271 }
2272
2273 void force_schedstat_enabled(void)
2274 {
2275         if (!schedstat_enabled()) {
2276                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2277                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2278         }
2279 }
2280
2281 static int __init setup_schedstats(char *str)
2282 {
2283         int ret = 0;
2284         if (!str)
2285                 goto out;
2286
2287         /*
2288          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2289          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2290          * variable so init_schedstats() can do it later.
2291          */
2292         if (!strcmp(str, "enable")) {
2293                 __sched_schedstats = true;
2294                 ret = 1;
2295         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2296                 __sched_schedstats = false;
2297                 ret = 1;
2298         }
2299 out:
2300         if (!ret)
2301                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2302
2303         return ret;
2304 }
2305 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2306
2307 static void __init init_schedstats(void)
2308 {
2309         set_schedstats(__sched_schedstats);
2310 }
2311
2312 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2313 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2314                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2315 {
2316         struct ctl_table t;
2317         int err;
2318         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2319
2320         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2321                 return -EPERM;
2322
2323         t = *table;
2324         t.data = &state;
2325         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2326         if (err < 0)
2327                 return err;
2328         if (write)
2329                 set_schedstats(state);
2330         return err;
2331 }
2332 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2333 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2334 static inline void init_schedstats(void) {}
2335 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2336
2337 /*
2338  * fork()/clone()-time setup:
2339  */
2340 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2341 {
2342         unsigned long flags;
2343         int cpu = get_cpu();
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                 put_cpu();
2381                 return -EAGAIN;
2382         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2383                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2384         } else {
2385                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2386         }
2387
2388         init_entity_runnable_average(&p->se);
2389
2390         /*
2391          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2392          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2393          * is ran before sched_fork().
2394          *
2395          * Silence PROVE_RCU.
2396          */
2397         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2398         /*
2399          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2400          * so use __set_task_cpu().
2401          */
2402         __set_task_cpu(p, cpu);
2403         if (p->sched_class->task_fork)
2404                 p->sched_class->task_fork(p);
2405         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2406
2407 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2408         if (likely(sched_info_on()))
2409                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2410 #endif
2411 #if defined(CONFIG_SMP)
2412         p->on_cpu = 0;
2413 #endif
2414         init_task_preempt_count(p);
2415 #ifdef CONFIG_SMP
2416         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2417         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2418 #endif
2419
2420         put_cpu();
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2425 {
2426         if (runtime == RUNTIME_INF)
2427                 return BW_UNIT;
2428
2429         /*
2430          * Doing this here saves a lot of checks in all
2431          * the calling paths, and returning zero seems
2432          * safe for them anyway.
2433          */
2434         if (period == 0)
2435                 return 0;
2436
2437         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2438 }
2439
2440 /*
2441  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2442  *
2443  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2444  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2445  * on the runqueue and wakes it.
2446  */
2447 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2448 {
2449         struct rq_flags rf;
2450         struct rq *rq;
2451
2452         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2453         p->state = TASK_RUNNING;
2454 #ifdef CONFIG_SMP
2455         /*
2456          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2457          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2458          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2459          *
2460          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2461          * as we're not fully set-up yet.
2462          */
2463         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2464 #endif
2465         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2466         update_rq_clock(rq);
2467         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2468
2469         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2470         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2471         trace_sched_wakeup_new(p);
2472         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2473 #ifdef CONFIG_SMP
2474         if (p->sched_class->task_woken) {
2475                 /*
2476                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2477                  * drop it.
2478                  */
2479                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2480                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2481                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2482         }
2483 #endif
2484         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2485 }
2486
2487 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2488
2489 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2490
2491 void preempt_notifier_inc(void)
2492 {
2493         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2494 }
2495 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2496
2497 void preempt_notifier_dec(void)
2498 {
2499         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2500 }
2501 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2502
2503 /**
2504  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2505  * @notifier: notifier struct to register
2506  */
2507 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2508 {
2509         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2510                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2511
2512         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2513 }
2514 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2515
2516 /**
2517  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2518  * @notifier: notifier struct to unregister
2519  *
2520  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2521  */
2522 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2523 {
2524         hlist_del(&notifier->link);
2525 }
2526 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2527
2528 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2529 {
2530         struct preempt_notifier *notifier;
2531
2532         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2533                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2534 }
2535
2536 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2537 {
2538         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2539                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2540 }
2541
2542 static void
2543 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2544                                    struct task_struct *next)
2545 {
2546         struct preempt_notifier *notifier;
2547
2548         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2549                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2550 }
2551
2552 static __always_inline void
2553 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2554                                  struct task_struct *next)
2555 {
2556         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2557                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2558 }
2559
2560 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2561
2562 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2563 {
2564 }
2565
2566 static inline void
2567 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2568                                  struct task_struct *next)
2569 {
2570 }
2571
2572 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2573
2574 /**
2575  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2576  * @rq: the runqueue preparing to switch
2577  * @prev: the current task that is being switched out
2578  * @next: the task we are going to switch to.
2579  *
2580  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2581  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2582  * switch.
2583  *
2584  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2585  * hooks.
2586  */
2587 static inline void
2588 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2589                     struct task_struct *next)
2590 {
2591         sched_info_switch(rq, prev, next);
2592         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2593         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2594         prepare_lock_switch(rq, next);
2595         prepare_arch_switch(next);
2596 }
2597
2598 /**
2599  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2600  * @prev: the thread we just switched away from.
2601  *
2602  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2603  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2604  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2605  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2606  *
2607  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2608  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2609  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2610  * details.)
2611  *
2612  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2613  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2614  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2615  * because prev may have moved to another CPU.
2616  */
2617 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2618         __releases(rq->lock)
2619 {
2620         struct rq *rq = this_rq();
2621         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2622         long prev_state;
2623
2624         /*
2625          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2626          * because it left us after:
2627          *
2628          *      schedule()
2629          *        preempt_disable();                    // 1
2630          *        __schedule()
2631          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2632          *
2633          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2634          */
2635         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2636                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2637                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2638                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2639
2640         rq->prev_mm = NULL;
2641
2642         /*
2643          * A task struct has one reference for the use as "current".
2644          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2645          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2646          * the scheduled task must drop that reference.
2647          *
2648          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2649          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2650          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2651          * transition, resulting in a double drop.
2652          */
2653         prev_state = prev->state;
2654         vtime_task_switch(prev);
2655         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2656         /*
2657          * The membarrier system call requires a full memory barrier
2658          * after storing to rq->curr, before going back to user-space.
2659          *
2660          * TODO: This smp_mb__after_unlock_lock can go away if PPC end
2661          * up adding a full barrier to switch_mm(), or we should figure
2662          * out if a smp_mb__after_unlock_lock is really the proper API
2663          * to use.
2664          */
2665         smp_mb__after_unlock_lock();
2666         finish_lock_switch(rq, prev);
2667         finish_arch_post_lock_switch();
2668
2669         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2670         if (mm)
2671                 mmdrop(mm);
2672         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2673                 if (prev->sched_class->task_dead)
2674                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2675
2676                 /*
2677                  * Remove function-return probe instances associated with this
2678                  * task and put them back on the free list.
2679                  */
2680                 kprobe_flush_task(prev);
2681
2682                 /* Task is done with its stack. */
2683                 put_task_stack(prev);
2684
2685                 put_task_struct(prev);
2686         }
2687
2688         tick_nohz_task_switch();
2689         return rq;
2690 }
2691
2692 #ifdef CONFIG_SMP
2693
2694 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2695 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2696 {
2697         struct callback_head *head, *next;
2698         void (*func)(struct rq *rq);
2699         unsigned long flags;
2700
2701         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2702         head = rq->balance_callback;
2703         rq->balance_callback = NULL;
2704         while (head) {
2705                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2706                 next = head->next;
2707                 head->next = NULL;
2708                 head = next;
2709
2710                 func(rq);
2711         }
2712         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2713 }
2714
2715 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2716 {
2717         if (unlikely(rq->balance_callback))
2718                 __balance_callback(rq);
2719 }
2720
2721 #else
2722
2723 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2724 {
2725 }
2726
2727 #endif
2728
2729 /**
2730  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2731  * @prev: the thread we just switched away from.
2732  */
2733 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2734         __releases(rq->lock)
2735 {
2736         struct rq *rq;
2737
2738         /*
2739          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2740          * finish_task_switch() for details.
2741          *
2742          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2743          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2744          * PREEMPT_COUNT kernels).
2745          */
2746
2747         rq = finish_task_switch(prev);
2748         balance_callback(rq);
2749         preempt_enable();
2750
2751         if (current->set_child_tid)
2752                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2753 }
2754
2755 /*
2756  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2757  */
2758 static __always_inline struct rq *
2759 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2760                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2761 {
2762         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2763
2764         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2765
2766         mm = next->mm;
2767         oldmm = prev->active_mm;
2768         /*
2769          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2770          * combine the page table reload and the switch backend into
2771          * one hypercall.
2772          */
2773         arch_start_context_switch(prev);
2774
2775         if (!mm) {
2776                 next->active_mm = oldmm;
2777                 mmgrab(oldmm);
2778                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2779         } else
2780                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2781
2782         if (!prev->mm) {
2783                 prev->active_mm = NULL;
2784                 rq->prev_mm = oldmm;
2785         }
2786
2787         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2788
2789         /*
2790          * Since the runqueue lock will be released by the next
2791          * task (which is an invalid locking op but in the case
2792          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2793          * do an early lockdep release here:
2794          */
2795         rq_unpin_lock(rq, rf);
2796         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2797
2798         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2799         switch_to(prev, next, prev);
2800         barrier();
2801
2802         return finish_task_switch(prev);
2803 }
2804
2805 /*
2806  * nr_running and nr_context_switches:
2807  *
2808  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2809  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2810  */
2811 unsigned long nr_running(void)
2812 {
2813         unsigned long i, sum = 0;
2814
2815         for_each_online_cpu(i)
2816                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2817
2818         return sum;
2819 }
2820
2821 /*
2822  * Check if only the current task is running on the CPU.
2823  *
2824  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2825  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2826  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2827  *
2828  * - from a non-preemptable section (of course)
2829  *
2830  * - from a thread that is bound to a single CPU
2831  *
2832  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2833  */
2834 bool single_task_running(void)
2835 {
2836         return raw_rq()->nr_running == 1;
2837 }
2838 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2839
2840 unsigned long long nr_context_switches(void)
2841 {
2842         int i;
2843         unsigned long long sum = 0;
2844
2845         for_each_possible_cpu(i)
2846                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2847
2848         return sum;
2849 }
2850
2851 /*
2852  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2853  *
2854  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2855  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2856  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2857  *
2858  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2859  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2860  * running and we'd not be idle.
2861  *
2862  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2863  * is broken.
2864  *
2865  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2866  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2867  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2868  * utilising both CPUs.
2869  *
2870  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2871  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2872  *
2873  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2874  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2875  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2876  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2877  *
2878  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2879  */
2880
2881 unsigned long nr_iowait(void)
2882 {
2883         unsigned long i, sum = 0;
2884
2885         for_each_possible_cpu(i)
2886                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2887
2888         return sum;
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2893  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2894  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2895  * runnable.
2896  */
2897
2898 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2899 {
2900         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2901         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2902 }
2903
2904 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2905 {
2906         struct rq *rq = this_rq();
2907         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2908         *load = rq->load.weight;
2909 }
2910
2911 #ifdef CONFIG_SMP
2912
2913 /*
2914  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2915  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2916  */
2917 void sched_exec(void)
2918 {
2919         struct task_struct *p = current;
2920         unsigned long flags;
2921         int dest_cpu;
2922
2923         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2924         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2925         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2926                 goto unlock;
2927
2928         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2929                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2930
2931                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2932                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2933                 return;
2934         }
2935 unlock:
2936         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2937 }
2938
2939 #endif
2940
2941 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2942 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2943
2944 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2945 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2946
2947 /*
2948  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2949  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2950  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2951  * Prefetching this data results in improved performance.
2952  */
2953 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2954 {
2955 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2956         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2957 #else
2958         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2959 #endif
2960         prefetch(curr);
2961         prefetch(&curr->exec_start);
2962 }
2963
2964 /*
2965  * Return accounted runtime for the task.
2966  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2967  * pending runtime that have not been accounted yet.
2968  */
2969 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2970 {
2971         struct rq_flags rf;
2972         struct rq *rq;
2973         u64 ns;
2974
2975 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2976         /*
2977          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2978          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2979          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2980          *
2981          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
2982          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
2983          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2984          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2985          * been accounted, so we're correct here as well.
2986          */
2987         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2988                 return p->se.sum_exec_runtime;
2989 #endif
2990
2991         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2992         /*
2993          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2994          * project cycles that may never be accounted to this
2995          * thread, breaking clock_gettime().
2996          */
2997         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2998                 prefetch_curr_exec_start(p);
2999                 update_rq_clock(rq);
3000                 p->sched_class->update_curr(rq);
3001         }
3002         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3003         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3004
3005         return ns;
3006 }
3007
3008 /*
3009  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3010  * We call it with interrupts disabled.
3011  */
3012 void scheduler_tick(void)
3013 {
3014         int cpu = smp_processor_id();
3015         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3016         struct task_struct *curr = rq->curr;
3017         struct rq_flags rf;
3018
3019         sched_clock_tick();
3020
3021         rq_lock(rq, &rf);
3022
3023         update_rq_clock(rq);
3024         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3025         cpu_load_update_active(rq);
3026         calc_global_load_tick(rq);
3027
3028         rq_unlock(rq, &rf);
3029
3030         perf_event_task_tick();
3031
3032 #ifdef CONFIG_SMP
3033         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3034         trigger_load_balance(rq);
3035 #endif
3036         rq_last_tick_reset(rq);
3037 }
3038
3039 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3040 /**
3041  * scheduler_tick_max_deferment
3042  *
3043  * Keep at least one tick per second when a single
3044  * active task is running because the scheduler doesn't
3045  * yet completely support full dynticks environment.
3046  *
3047  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3048  * balancing, etc... continue to move forward, even
3049  * with a very low granularity.
3050  *
3051  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3052  */
3053 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3054 {
3055         struct rq *rq = this_rq();
3056         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3057
3058         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3059
3060         if (time_before_eq(next, now))
3061                 return 0;
3062
3063         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3064 }
3065 #endif
3066
3067 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3068                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3069 /*
3070  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3071  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3072  */
3073 static inline void preempt_latency_start(int val)
3074 {
3075         if (preempt_count() == val) {
3076                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3077 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3078                 current->preempt_disable_ip = ip;
3079 #endif
3080                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3081         }
3082 }
3083
3084 void preempt_count_add(int val)
3085 {
3086 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3087         /*
3088          * Underflow?
3089          */
3090         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3091                 return;
3092 #endif
3093         __preempt_count_add(val);
3094 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3095         /*
3096          * Spinlock count overflowing soon?
3097          */
3098         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3099                                 PREEMPT_MASK - 10);
3100 #endif
3101         preempt_latency_start(val);
3102 }
3103 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3104 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3105
3106 /*
3107  * If the value passed in equals to the current preempt count
3108  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3109  */
3110 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3111 {
3112         if (preempt_count() == val)
3113                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3114 }
3115
3116 void preempt_count_sub(int val)
3117 {
3118 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3119         /*
3120          * Underflow?
3121          */
3122         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3123                 return;
3124         /*
3125          * Is the spinlock portion underflowing?
3126          */
3127         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3128                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3129                 return;
3130 #endif
3131
3132         preempt_latency_stop(val);
3133         __preempt_count_sub(val);
3134 }
3135 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3136 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3137
3138 #else
3139 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3140 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3141 #endif
3142
3143 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3144 {
3145 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3146         return p->preempt_disable_ip;
3147 #else
3148         return 0;
3149 #endif
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Print scheduling while atomic bug:
3154  */
3155 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3156 {
3157         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3158         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3159
3160         if (oops_in_progress)
3161                 return;
3162
3163         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3164                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3165
3166         debug_show_held_locks(prev);
3167         print_modules();
3168         if (irqs_disabled())
3169                 print_irqtrace_events(prev);
3170         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3171             && in_atomic_preempt_off()) {
3172                 pr_err("Preemption disabled at:");
3173                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3174                 pr_cont("\n");
3175         }
3176         if (panic_on_warn)
3177                 panic("scheduling while atomic\n");
3178
3179         dump_stack();
3180         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3181 }
3182
3183 /*
3184  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3185  */
3186 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3187 {
3188 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3189         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3190                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3191 #endif
3192
3193         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3194                 __schedule_bug(prev);
3195                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3196         }
3197         rcu_sleep_check();
3198
3199         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3200
3201         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3202 }
3203
3204 /*
3205  * Pick up the highest-prio task:
3206  */
3207 static inline struct task_struct *
3208 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3209 {
3210         const struct sched_class *class;
3211         struct task_struct *p;
3212
3213         /*
3214          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3215          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3216          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3217          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3218          */
3219         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3220                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3221                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3222
3223                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3224                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3225                         goto again;
3226
3227                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3228                 if (unlikely(!p))
3229                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3230
3231                 return p;
3232         }
3233
3234 again:
3235         for_each_class(class) {
3236                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3237                 if (p) {
3238                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3239                                 goto again;
3240                         return p;
3241                 }
3242         }
3243
3244         /* The idle class should always have a runnable task: */
3245         BUG();
3246 }
3247
3248 /*
3249  * __schedule() is the main scheduler function.
3250  *
3251  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3252  *
3253  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3254  *
3255  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3256  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3257  *
3258  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3259  *      interrupt handler scheduler_tick().
3260  *
3261  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3262  *      task to the run-queue and that's it.
3263  *
3264  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3265  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3266  *      called on the nearest possible occasion:
3267  *
3268  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3269  *
3270  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3271  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3272  *           spin_unlock()!)
3273  *
3274  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3275  *           preemptible context
3276  *
3277  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3278  *         then at the next:
3279  *
3280  *          - cond_resched() call
3281  *          - explicit schedule() call
3282  *          - return from syscall or exception to user-space
3283  *          - return from interrupt-handler to user-space
3284  *
3285  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3286  */
3287 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3288 {
3289         struct task_struct *prev, *next;
3290         unsigned long *switch_count;
3291         struct rq_flags rf;
3292         struct rq *rq;
3293         int cpu;
3294
3295         cpu = smp_processor_id();
3296         rq = cpu_rq(cpu);
3297         prev = rq->curr;
3298
3299         schedule_debug(prev);
3300
3301         if (sched_feat(HRTICK))
3302                 hrtick_clear(rq);
3303
3304         local_irq_disable();
3305         rcu_note_context_switch(preempt);
3306
3307         /*
3308          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3309          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3310          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3311          */
3312         rq_lock(rq, &rf);
3313         smp_mb__after_spinlock();
3314
3315         /* Promote REQ to ACT */
3316         rq->clock_update_flags <<= 1;
3317         update_rq_clock(rq);
3318
3319         switch_count = &prev->nivcsw;
3320         if (!preempt && prev->state) {
3321                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3322                         prev->state = TASK_RUNNING;
3323                 } else {
3324                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3325                         prev->on_rq = 0;
3326
3327                         if (prev->in_iowait) {
3328                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3329                                 delayacct_blkio_start();
3330                         }
3331
3332                         /*
3333                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3334                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3335                          * concurrency.
3336                          */
3337                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3338                                 struct task_struct *to_wakeup;
3339
3340                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3341                                 if (to_wakeup)
3342                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3343                         }
3344                 }
3345                 switch_count = &prev->nvcsw;
3346         }
3347
3348         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3349         clear_tsk_need_resched(prev);
3350         clear_preempt_need_resched();
3351
3352         if (likely(prev != next)) {
3353                 rq->nr_switches++;
3354                 rq->curr = next;
3355                 /*
3356                  * The membarrier system call requires each architecture
3357                  * to have a full memory barrier after updating
3358                  * rq->curr, before returning to user-space. For TSO
3359                  * (e.g. x86), the architecture must provide its own
3360                  * barrier in switch_mm(). For weakly ordered machines
3361                  * for which spin_unlock() acts as a full memory
3362                  * barrier, finish_lock_switch() in common code takes
3363                  * care of this barrier. For weakly ordered machines for
3364                  * which spin_unlock() acts as a RELEASE barrier (only
3365                  * arm64 and PowerPC), arm64 has a full barrier in
3366                  * switch_to(), and PowerPC has
3367                  * smp_mb__after_unlock_lock() before
3368                  * finish_lock_switch().
3369                  */
3370                 ++*switch_count;
3371
3372                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3373
3374                 /* Also unlocks the rq: */
3375                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3376         } else {
3377                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3378                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3379         }
3380
3381         balance_callback(rq);
3382 }
3383
3384 void __noreturn do_task_dead(void)
3385 {
3386         /*
3387          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3388          * when the following two conditions become true.
3389          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3390          *     exit_mm()), and
3391          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3392          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3393          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3394          *
3395          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3396          * is held by try_to_wake_up()
3397          */
3398         raw_spin_lock_irq(&current->pi_lock);
3399         raw_spin_unlock_irq(&current->pi_lock);
3400
3401         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3402         __set_current_state(TASK_DEAD);
3403
3404         /* Tell freezer to ignore us: */
3405         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3406
3407         __schedule(false);
3408         BUG();
3409
3410         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3411         for (;;)
3412                 cpu_relax();
3413 }
3414
3415 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3416 {
3417         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3418                 return;
3419         /*
3420          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3421          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3422          */
3423         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3424                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3425 }
3426
3427 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3428 {
3429         struct task_struct *tsk = current;
3430
3431         sched_submit_work(tsk);
3432         do {
3433                 preempt_disable();
3434                 __schedule(false);
3435                 sched_preempt_enable_no_resched();
3436         } while (need_resched());
3437 }
3438 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3439
3440 /*
3441  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3442  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3443  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3444  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3445  * (schedule out non-voluntarily).
3446  *
3447  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3448  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3449  */
3450 void __sched schedule_idle(void)
3451 {
3452         /*
3453          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3454          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3455          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3456          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3457          * TASK_RUNNING state.
3458          */
3459         WARN_ON_ONCE(current->state);
3460         do {
3461                 __schedule(false);
3462         } while (need_resched());
3463 }
3464
3465 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3466 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3467 {
3468         /*
3469          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3470          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3471          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3472          * we find a better solution.
3473          *
3474          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3475          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3476          * too frequently to make sense yet.
3477          */
3478         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3479         schedule();
3480         exception_exit(prev_state);
3481 }
3482 #endif
3483
3484 /**
3485  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3486  *
3487  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3488  */
3489 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3490 {
3491         sched_preempt_enable_no_resched();
3492         schedule();
3493         preempt_disable();
3494 }
3495
3496 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3497 {
3498         do {
3499                 /*
3500                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3501                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3502                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3503                  * by the function tracer will call this function again and
3504                  * cause infinite recursion.
3505                  *
3506                  * Preemption must be disabled here before the function
3507                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3508                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3509                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3510                  * which can also be traced by the function tracer.
3511                  */
3512                 preempt_disable_notrace();
3513                 preempt_latency_start(1);
3514                 __schedule(true);
3515                 preempt_latency_stop(1);
3516                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3517
3518                 /*
3519                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3520                  * between schedule and now.
3521                  */
3522         } while (need_resched());
3523 }
3524
3525 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3526 /*
3527  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3528  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3529  * occur there and call schedule directly.
3530  */
3531 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3532 {
3533         /*
3534          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3535          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3536          */
3537         if (likely(!preemptible()))
3538                 return;
3539
3540         preempt_schedule_common();
3541 }
3542 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3543 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3544
3545 /**
3546  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3547  *
3548  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3549  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3550  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3551  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3552  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3553  * to be called when the system is still in usermode.
3554  *
3555  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3556  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3557  * calling the scheduler.
3558  */
3559 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3560 {
3561         enum ctx_state prev_ctx;
3562
3563         if (likely(!preemptible()))
3564                 return;
3565
3566         do {
3567                 /*
3568                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3569                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3570                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3571                  * by the function tracer will call this function again and
3572                  * cause infinite recursion.
3573                  *
3574                  * Preemption must be disabled here before the function
3575                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3576                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3577                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3578                  * which can also be traced by the function tracer.
3579                  */
3580                 preempt_disable_notrace();
3581                 preempt_latency_start(1);
3582                 /*
3583                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3584                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3585                  * an infinite recursion.
3586                  */
3587                 prev_ctx = exception_enter();
3588                 __schedule(true);
3589                 exception_exit(prev_ctx);
3590
3591                 preempt_latency_stop(1);
3592                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3593         } while (need_resched());
3594 }
3595 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3596
3597 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3598
3599 /*
3600  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3601  * off of irq context.
3602  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3603  * protect us against recursive calling from irq.
3604  */
3605 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3606 {
3607         enum ctx_state prev_state;
3608
3609         /* Catch callers which need to be fixed */
3610         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3611
3612         prev_state = exception_enter();
3613
3614         do {
3615                 preempt_disable();
3616                 local_irq_enable();
3617                 __schedule(true);
3618                 local_irq_disable();
3619                 sched_preempt_enable_no_resched();
3620         } while (need_resched());
3621
3622         exception_exit(prev_state);
3623 }
3624
3625 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3626                           void *key)
3627 {
3628         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3631
3632 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3633
3634 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3635 {
3636         if (pi_task)
3637                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3638
3639         return prio;
3640 }
3641
3642 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3643 {
3644         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3645
3646         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3647 }
3648
3649 /*
3650  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3651  * @p: task to boost
3652  * @pi_task: donor task
3653  *
3654  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3655  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3656  *
3657  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3658  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3659  */
3660 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3661 {
3662         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3663                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3664         const struct sched_class *prev_class;
3665         struct rq_flags rf;
3666         struct rq *rq;
3667
3668         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3669         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3670
3671         /*
3672          * If nothing changed; bail early.
3673          */
3674         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3675                 return;
3676
3677         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3678         update_rq_clock(rq);
3679         /*
3680          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3681          * either lock.
3682          *
3683          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3684          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3685          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3686          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3687          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3688          */
3689         p->pi_top_task = pi_task;
3690
3691         /*
3692          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3693          */
3694         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3695                 goto out_unlock;
3696
3697         /*
3698          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3699          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3700          *
3701          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3702          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3703          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3704          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3705          * with interrupts disabled and will complete the lock
3706          * protected section without being interrupted. So there is no
3707          * real need to boost.
3708          */
3709         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3710                 WARN_ON(p != rq->curr);
3711                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3712                 goto out_unlock;
3713         }
3714
3715         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3716         oldprio = p->prio;
3717
3718         if (oldprio == prio)
3719                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3720
3721         prev_class = p->sched_class;
3722         queued = task_on_rq_queued(p);
3723         running = task_current(rq, p);
3724         if (queued)
3725                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3726         if (running)
3727                 put_prev_task(rq, p);
3728
3729         /*
3730          * Boosting condition are:
3731          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3732          *      --> -dl task blocks on mutex A
3733          *
3734          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3735          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3736          *          running task
3737          */
3738         if (dl_prio(prio)) {
3739                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3740                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3741                         p->dl.dl_boosted = 1;
3742                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3743                 } else
3744                         p->dl.dl_boosted = 0;
3745                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3746         } else if (rt_prio(prio)) {
3747                 if (dl_prio(oldprio))
3748                         p->dl.dl_boosted = 0;
3749                 if (oldprio < prio)
3750                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3751                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3752         } else {
3753                 if (dl_prio(oldprio))
3754                         p->dl.dl_boosted = 0;
3755                 if (rt_prio(oldprio))
3756                         p->rt.timeout = 0;
3757                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3758         }
3759
3760         p->prio = prio;
3761
3762         if (queued)
3763                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3764         if (running)
3765                 set_curr_task(rq, p);
3766
3767         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3768 out_unlock:
3769         /* Avoid rq from going away on us: */
3770         preempt_disable();
3771         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3772
3773         balance_callback(rq);
3774         preempt_enable();
3775 }
3776 #else
3777 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3778 {
3779         return prio;
3780 }
3781 #endif
3782
3783 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3784 {
3785         bool queued, running;
3786         int old_prio, delta;
3787         struct rq_flags rf;
3788         struct rq *rq;
3789
3790         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3791                 return;
3792         /*
3793          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3794          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3795          */
3796         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3797         update_rq_clock(rq);
3798
3799         /*
3800          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3801          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3802          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3803          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3804          */
3805         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3806                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3807                 goto out_unlock;
3808         }
3809         queued = task_on_rq_queued(p);
3810         running = task_current(rq, p);
3811         if (queued)
3812                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3813         if (running)
3814                 put_prev_task(rq, p);
3815
3816         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3817         set_load_weight(p, true);
3818         old_prio = p->prio;
3819         p->prio = effective_prio(p);
3820         delta = p->prio - old_prio;
3821
3822         if (queued) {
3823                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3824                 /*
3825                  * If the task increased its priority or is running and
3826                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3827                  */
3828                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3829                         resched_curr(rq);
3830         }
3831         if (running)
3832                 set_curr_task(rq, p);
3833 out_unlock:
3834         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3835 }
3836 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3837
3838 /*
3839  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3840  * @p: task
3841  * @nice: nice value
3842  */
3843 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3844 {
3845         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3846         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3847
3848         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3849                 capable(CAP_SYS_NICE));
3850 }
3851
3852 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3853
3854 /*
3855  * sys_nice - change the priority of the current process.
3856  * @increment: priority increment
3857  *
3858  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3859  * does similar things.
3860  */
3861 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3862 {
3863         long nice, retval;
3864
3865         /*
3866          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3867          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3868          * and we have a single winner.
3869          */
3870         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3871         nice = task_nice(current) + increment;
3872
3873         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3874         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3875                 return -EPERM;
3876
3877         retval = security_task_setnice(current, nice);
3878         if (retval)
3879                 return retval;
3880
3881         set_user_nice(current, nice);
3882         return 0;
3883 }
3884
3885 #endif
3886
3887 /**
3888  * task_prio - return the priority value of a given task.
3889  * @p: the task in question.
3890  *
3891  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3892  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3893  * around 0, value goes from -16 to +15.
3894  */
3895 int task_prio(const struct task_struct *p)
3896 {
3897         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3898 }
3899
3900 /**
3901  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3902  * @cpu: the processor in question.
3903  *
3904  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3905  */
3906 int idle_cpu(int cpu)
3907 {
3908         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3909
3910         if (rq->curr != rq->idle)
3911                 return 0;
3912
3913         if (rq->nr_running)
3914                 return 0;
3915
3916 #ifdef CONFIG_SMP
3917         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3918                 return 0;
3919 #endif
3920
3921         return 1;
3922 }
3923
3924 /**
3925  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3926  * @cpu: the processor in question.
3927  *
3928  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3929  */
3930 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3931 {
3932         return cpu_rq(cpu)->idle;
3933 }
3934
3935 /**
3936  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3937  * @pid: the pid in question.
3938  *
3939  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3940  */
3941 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3942 {
3943         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3948  * it calls know not to change it.
3949  */
3950 #define SETPARAM_POLICY -1
3951
3952 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3953                 const struct sched_attr *attr)
3954 {
3955         int policy = attr->sched_policy;
3956
3957         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3958                 policy = p->policy;
3959
3960         p->policy = policy;
3961
3962         if (dl_policy(policy))
3963                 __setparam_dl(p, attr);
3964         else if (fair_policy(policy))
3965                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3966
3967         /*
3968          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3969          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3970          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3971          */
3972         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3973         p->normal_prio = normal_prio(p);
3974         set_load_weight(p, true);
3975 }
3976
3977 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3978 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3979                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3980 {
3981         __setscheduler_params(p, attr);
3982
3983         /*
3984          * Keep a potential priority boosting if called from
3985          * sched_setscheduler().
3986          */
3987         p->prio = normal_prio(p);
3988         if (keep_boost)
3989                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
3990
3991         if (dl_prio(p->prio))
3992                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3993         else if (rt_prio(p->prio))
3994                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3995         else
3996                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4001  */
4002 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4003 {
4004         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4005         bool match;
4006
4007         rcu_read_lock();
4008         pcred = __task_cred(p);
4009         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4010                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4011         rcu_read_unlock();
4012         return match;
4013 }
4014
4015 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4016                                 const struct sched_attr *attr,
4017                                 bool user, bool pi)
4018 {
4019         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4020                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4021         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4022         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4023         const struct sched_class *prev_class;
4024         struct rq_flags rf;
4025         int reset_on_fork;
4026         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4027         struct rq *rq;
4028
4029         /* The pi code expects interrupts enabled */
4030         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4031 recheck:
4032         /* Double check policy once rq lock held: */
4033         if (policy < 0) {
4034                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4035                 policy = oldpolicy = p->policy;
4036         } else {
4037                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4038
4039                 if (!valid_policy(policy))
4040                         return -EINVAL;
4041         }
4042
4043         if (attr->sched_flags &
4044                 ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK | SCHED_FLAG_RECLAIM))
4045                 return -EINVAL;
4046
4047         /*
4048          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4049          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4050          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4051          */
4052         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4053             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4054                 return -EINVAL;
4055         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4056             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4057                 return -EINVAL;
4058
4059         /*
4060          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4061          */
4062         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4063                 if (fair_policy(policy)) {
4064                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4065                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4066                                 return -EPERM;
4067                 }
4068
4069                 if (rt_policy(policy)) {
4070                         unsigned long rlim_rtprio =
4071                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4072
4073                         /* Can't set/change the rt policy: */
4074                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4075                                 return -EPERM;
4076
4077                         /* Can't increase priority: */
4078                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4079                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4080                                 return -EPERM;
4081                 }
4082
4083                  /*
4084                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4085                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4086                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4087                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4088                   */
4089                 if (dl_policy(policy))
4090                         return -EPERM;
4091
4092                 /*
4093                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4094                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4095                  */
4096                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4097                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4098                                 return -EPERM;
4099                 }
4100
4101                 /* Can't change other user's priorities: */
4102                 if (!check_same_owner(p))
4103                         return -EPERM;
4104
4105                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4106                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4107                         return -EPERM;
4108         }
4109
4110         if (user) {
4111                 retval = security_task_setscheduler(p);
4112                 if (retval)
4113                         return retval;
4114         }
4115
4116         /*
4117          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4118          * changing the priority of the task:
4119          *
4120          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4121          * runqueue lock must be held.
4122          */
4123         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4124         update_rq_clock(rq);
4125
4126         /*
4127          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4128          */
4129         if (p == rq->stop) {
4130                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4131                 return -EINVAL;
4132         }
4133
4134         /*
4135          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4136          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4137          */
4138         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4139                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4140                         goto change;
4141                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4142                         goto change;
4143                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4144                         goto change;
4145
4146                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4147                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4148                 return 0;
4149         }
4150 change:
4151
4152         if (user) {
4153 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4154                 /*
4155                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4156                  * assigned.
4157                  */
4158                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4159                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4160                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4161                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4162                         return -EPERM;
4163                 }
4164 #endif
4165 #ifdef CONFIG_SMP
4166                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4167                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4168
4169                         /*
4170                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4171                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4172                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4173                          */
4174                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4175                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4176                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4177                                 return -EPERM;
4178                         }
4179                 }
4180 #endif
4181         }
4182
4183         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4184         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4185                 policy = oldpolicy = -1;
4186                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4187                 goto recheck;
4188         }
4189
4190         /*
4191          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4192          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4193          * is available.
4194          */
4195         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4196                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4197                 return -EBUSY;
4198         }
4199
4200         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4201         oldprio = p->prio;
4202
4203         if (pi) {
4204                 /*
4205                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4206                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4207                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4208                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4209                  * itself.
4210                  */
4211                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4212                 if (new_effective_prio == oldprio)
4213                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4214         }
4215
4216         queued = task_on_rq_queued(p);
4217         running = task_current(rq, p);
4218         if (queued)
4219                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4220         if (running)
4221                 put_prev_task(rq, p);
4222
4223         prev_class = p->sched_class;
4224         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4225
4226         if (queued) {
4227                 /*
4228                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4229                  * increased (user space view).
4230                  */
4231                 if (oldprio < p->prio)
4232                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4233
4234                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4235         }
4236         if (running)
4237                 set_curr_task(rq, p);
4238
4239         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4240
4241         /* Avoid rq from going away on us: */
4242         preempt_disable();
4243         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4244
4245         if (pi)
4246                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4247
4248         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4249         balance_callback(rq);
4250         preempt_enable();
4251
4252         return 0;
4253 }
4254
4255 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4256                                const struct sched_param *param, bool check)
4257 {
4258         struct sched_attr attr = {
4259                 .sched_policy   = policy,
4260                 .sched_priority = param->sched_priority,
4261                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4262         };
4263
4264         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4265         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4266                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4267                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4268                 attr.sched_policy = policy;
4269         }
4270
4271         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4272 }
4273 /**
4274  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4275  * @p: the task in question.
4276  * @policy: new policy.
4277  * @param: structure containing the new RT priority.
4278  *
4279  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4280  *
4281  * NOTE that the task may be already dead.
4282  */
4283 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4284                        const struct sched_param *param)
4285 {
4286         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4287 }
4288 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4289
4290 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4291 {
4292         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4293 }
4294 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4295
4296 /**
4297  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4298  * @p: the task in question.
4299  * @policy: new policy.
4300  * @param: structure containing the new RT priority.
4301  *
4302  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4303  * current context has permission.  For example, this is needed in
4304  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4305  * but our caller might not have that capability.
4306  *
4307  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4308  */
4309 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4310                                const struct sched_param *param)
4311 {
4312         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4313 }
4314 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4315
4316 static int
4317 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4318 {
4319         struct sched_param lparam;
4320         struct task_struct *p;
4321         int retval;
4322
4323         if (!param || pid < 0)
4324                 return -EINVAL;
4325         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4326                 return -EFAULT;
4327
4328         rcu_read_lock();
4329         retval = -ESRCH;
4330         p = find_process_by_pid(pid);
4331         if (p != NULL)
4332                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4333         rcu_read_unlock();
4334
4335         return retval;
4336 }
4337
4338 /*
4339  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4340  */
4341 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4342 {
4343         u32 size;
4344         int ret;
4345
4346         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4347                 return -EFAULT;
4348
4349         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4350         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4351
4352         ret = get_user(size, &uattr->size);
4353         if (ret)
4354                 return ret;
4355
4356         /* Bail out on silly large: */
4357         if (size > PAGE_SIZE)
4358                 goto err_size;
4359
4360         /* ABI compatibility quirk: */
4361         if (!size)
4362                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4363
4364         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4365                 goto err_size;
4366
4367         /*
4368          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4369          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4370          * user-space does not rely on any kernel feature
4371          * extensions we dont know about yet.
4372          */
4373         if (size > sizeof(*attr)) {
4374                 unsigned char __user *addr;
4375                 unsigned char __user *end;
4376                 unsigned char val;
4377
4378                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4379                 end  = (void __user *)uattr + size;
4380
4381                 for (; addr < end; addr++) {
4382                         ret = get_user(val, addr);
4383                         if (ret)
4384                                 return ret;
4385                         if (val)
4386                                 goto err_size;
4387                 }
4388                 size = sizeof(*attr);
4389         }
4390
4391         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4392         if (ret)
4393                 return -EFAULT;
4394
4395         /*
4396          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4397          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4398          */
4399         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4400
4401         return 0;
4402
4403 err_size:
4404         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4405         return -E2BIG;
4406 }
4407
4408 /**
4409  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4410  * @pid: the pid in question.
4411  * @policy: new policy.
4412  * @param: structure containing the new RT priority.
4413  *
4414  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4415  */
4416 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4417 {
4418         if (policy < 0)
4419                 return -EINVAL;
4420
4421         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4422 }
4423
4424 /**
4425  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4426  * @pid: the pid in question.
4427  * @param: structure containing the new RT priority.
4428  *
4429  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4430  */
4431 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4432 {
4433         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4434 }
4435
4436 /**
4437  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4438  * @pid: the pid in question.
4439  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4440  * @flags: for future extension.
4441  */
4442 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4443                                unsigned int, flags)
4444 {
4445         struct sched_attr attr;
4446         struct task_struct *p;
4447         int retval;
4448
4449         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4450                 return -EINVAL;
4451
4452         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4453         if (retval)
4454                 return retval;
4455
4456         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4457                 return -EINVAL;
4458
4459         rcu_read_lock();
4460         retval = -ESRCH;
4461         p = find_process_by_pid(pid);
4462         if (p != NULL)
4463                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4464         rcu_read_unlock();
4465
4466         return retval;
4467 }
4468
4469 /**
4470  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4471  * @pid: the pid in question.
4472  *
4473  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4474  * code.
4475  */
4476 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4477 {
4478         struct task_struct *p;
4479         int retval;
4480
4481         if (pid < 0)
4482                 return -EINVAL;
4483
4484         retval = -ESRCH;
4485         rcu_read_lock();
4486         p = find_process_by_pid(pid);
4487         if (p) {
4488                 retval = security_task_getscheduler(p);
4489                 if (!retval)
4490                         retval = p->policy
4491                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4492         }
4493         rcu_read_unlock();
4494         return retval;
4495 }
4496
4497 /**
4498  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4499  * @pid: the pid in question.
4500  * @param: structure containing the RT priority.
4501  *
4502  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4503  * code.
4504  */
4505 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4506 {
4507         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4508         struct task_struct *p;
4509         int retval;
4510
4511         if (!param || pid < 0)
4512                 return -EINVAL;
4513
4514         rcu_read_lock();
4515         p = find_process_by_pid(pid);
4516         retval = -ESRCH;
4517         if (!p)
4518                 goto out_unlock;
4519
4520         retval = security_task_getscheduler(p);
4521         if (retval)
4522                 goto out_unlock;
4523
4524         if (task_has_rt_policy(p))
4525                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4526         rcu_read_unlock();
4527
4528         /*
4529          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4530          */
4531         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4532
4533         return retval;
4534
4535 out_unlock:
4536         rcu_read_unlock();
4537         return retval;
4538 }
4539
4540 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4541                            struct sched_attr *attr,
4542                            unsigned int usize)
4543 {
4544         int ret;
4545
4546         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4547                 return -EFAULT;
4548
4549         /*
4550          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4551          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4552          * user-space does not get uncomplete information.
4553          */
4554         if (usize < sizeof(*attr)) {
4555                 unsigned char *addr;
4556                 unsigned char *end;
4557
4558                 addr = (void *)attr + usize;
4559                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4560
4561                 for (; addr < end; addr++) {
4562                         if (*addr)
4563                                 return -EFBIG;
4564                 }
4565
4566                 attr->size = usize;
4567         }
4568
4569         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4570         if (ret)
4571                 return -EFAULT;
4572
4573         return 0;
4574 }
4575
4576 /**
4577  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4578  * @pid: the pid in question.
4579  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4580  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4581  * @flags: for future extension.
4582  */
4583 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4584                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4585 {
4586         struct sched_attr attr = {
4587                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4588         };
4589         struct task_struct *p;
4590         int retval;
4591
4592         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4593             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4594                 return -EINVAL;
4595
4596         rcu_read_lock();
4597         p = find_process_by_pid(pid);
4598         retval = -ESRCH;
4599         if (!p)
4600                 goto out_unlock;
4601
4602         retval = security_task_getscheduler(p);
4603         if (retval)
4604                 goto out_unlock;
4605
4606         attr.sched_policy = p->policy;
4607         if (p->sched_reset_on_fork)
4608                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4609         if (task_has_dl_policy(p))
4610                 __getparam_dl(p, &attr);
4611         else if (task_has_rt_policy(p))
4612                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4613         else
4614                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4615
4616         rcu_read_unlock();
4617
4618         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4619         return retval;
4620
4621 out_unlock:
4622         rcu_read_unlock();
4623         return retval;
4624 }
4625
4626 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4627 {
4628         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4629         struct task_struct *p;
4630         int retval;
4631
4632         rcu_read_lock();
4633
4634         p = find_process_by_pid(pid);
4635         if (!p) {
4636                 rcu_read_unlock();
4637                 return -ESRCH;
4638         }
4639
4640         /* Prevent p going away */
4641         get_task_struct(p);
4642         rcu_read_unlock();
4643
4644         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4645                 retval = -EINVAL;
4646                 goto out_put_task;
4647         }
4648         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4649                 retval = -ENOMEM;
4650                 goto out_put_task;
4651         }
4652         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4653                 retval = -ENOMEM;
4654                 goto out_free_cpus_allowed;
4655         }
4656         retval = -EPERM;
4657         if (!check_same_owner(p)) {
4658                 rcu_read_lock();
4659                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4660                         rcu_read_unlock();
4661                         goto out_free_new_mask;
4662                 }
4663                 rcu_read_unlock();
4664         }
4665
4666         retval = security_task_setscheduler(p);
4667         if (retval)
4668                 goto out_free_new_mask;
4669
4670
4671         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4672         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4673
4674         /*
4675          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4676          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4677          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4678          * root_domain.
4679          */
4680 #ifdef CONFIG_SMP
4681         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4682                 rcu_read_lock();
4683                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4684                         retval = -EBUSY;
4685                         rcu_read_unlock();
4686                         goto out_free_new_mask;
4687                 }
4688                 rcu_read_unlock();
4689         }
4690 #endif
4691 again:
4692         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4693
4694         if (!retval) {
4695                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4696                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4697                         /*
4698                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4699                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4700                          * cpuset's cpus_allowed
4701                          */
4702                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4703                         goto again;
4704                 }
4705         }
4706 out_free_new_mask:
4707         free_cpumask_var(new_mask);
4708 out_free_cpus_allowed:
4709         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4710 out_put_task:
4711         put_task_struct(p);
4712         return retval;
4713 }
4714
4715 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4716                              struct cpumask *new_mask)
4717 {
4718         if (len < cpumask_size())
4719                 cpumask_clear(new_mask);
4720         else if (len > cpumask_size())
4721                 len = cpumask_size();
4722
4723         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4724 }
4725
4726 /**
4727  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4728  * @pid: pid of the process
4729  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4730  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4731  *
4732  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4733  */
4734 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4735                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4736 {
4737         cpumask_var_t new_mask;
4738         int retval;
4739
4740         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4741                 return -ENOMEM;
4742
4743         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4744         if (retval == 0)
4745                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4746         free_cpumask_var(new_mask);
4747         return retval;
4748 }
4749
4750 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4751 {
4752         struct task_struct *p;
4753         unsigned long flags;
4754         int retval;
4755
4756         rcu_read_lock();
4757
4758         retval = -ESRCH;
4759         p = find_process_by_pid(pid);
4760         if (!p)
4761                 goto out_unlock;
4762
4763         retval = security_task_getscheduler(p);
4764         if (retval)
4765                 goto out_unlock;
4766
4767         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4768         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4769         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4770
4771 out_unlock:
4772         rcu_read_unlock();
4773
4774         return retval;
4775 }
4776
4777 /**
4778  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4779  * @pid: pid of the process
4780  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4781  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4782  *
4783  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4784  * error code otherwise.
4785  */
4786 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4787                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4788 {
4789         int ret;
4790         cpumask_var_t mask;
4791
4792         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4793                 return -EINVAL;
4794         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4795                 return -EINVAL;
4796
4797         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4798                 return -ENOMEM;
4799
4800         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4801         if (ret == 0) {
4802                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4803
4804                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4805                         ret = -EFAULT;
4806                 else
4807                         ret = retlen;
4808         }
4809         free_cpumask_var(mask);
4810
4811         return ret;
4812 }
4813
4814 /**
4815  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4816  *
4817  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4818  * other threads running on this CPU then this function will return.
4819  *
4820  * Return: 0.
4821  */
4822 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4823 {
4824         struct rq_flags rf;
4825         struct rq *rq;
4826
4827         local_irq_disable();
4828         rq = this_rq();
4829         rq_lock(rq, &rf);
4830
4831         schedstat_inc(rq->yld_count);
4832         current->sched_class->yield_task(rq);
4833
4834         /*
4835          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4836          * no need to preempt or enable interrupts:
4837          */
4838         preempt_disable();
4839         rq_unlock(rq, &rf);
4840         sched_preempt_enable_no_resched();
4841
4842         schedule();
4843
4844         return 0;
4845 }
4846
4847 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4848 int __sched _cond_resched(void)
4849 {
4850         if (should_resched(0)) {
4851                 preempt_schedule_common();
4852                 return 1;
4853         }
4854         rcu_all_qs();
4855         return 0;
4856 }
4857 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4858 #endif
4859
4860 /*
4861  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4862  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4863  *
4864  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4865  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4866  * spin_unlock(), once by hand).
4867  */
4868 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4869 {
4870         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4871         int ret = 0;
4872
4873         lockdep_assert_held(lock);
4874
4875         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4876                 spin_unlock(lock);
4877                 if (resched)
4878                         preempt_schedule_common();
4879                 else
4880                         cpu_relax();
4881                 ret = 1;
4882                 spin_lock(lock);
4883         }
4884         return ret;
4885 }
4886 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4887
4888 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4889 {
4890         BUG_ON(!in_softirq());
4891
4892         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4893                 local_bh_enable();
4894                 preempt_schedule_common();
4895                 local_bh_disable();
4896                 return 1;
4897         }
4898         return 0;
4899 }
4900 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4901
4902 /**
4903  * yield - yield the current processor to other threads.
4904  *
4905  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4906  *
4907  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4908  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4909  * it, its already broken.
4910  *
4911  * Typical broken usage is:
4912  *
4913  * while (!event)
4914  *      yield();
4915  *
4916  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4917  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4918  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4919  *
4920  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4921  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4922  * If you still want to use yield(), do not!
4923  */
4924 void __sched yield(void)
4925 {
4926         set_current_state(TASK_RUNNING);
4927         sys_sched_yield();
4928 }
4929 EXPORT_SYMBOL(yield);
4930
4931 /**
4932  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4933  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4934  * processor it's on.
4935  * @p: target task
4936  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4937  *
4938  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4939  * can't go away on us before we can do any checks.
4940  *
4941  * Return:
4942  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4943  *      false (0) if we failed to boost the target.
4944  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4945  */
4946 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4947 {
4948         struct task_struct *curr = current;
4949         struct rq *rq, *p_rq;
4950         unsigned long flags;
4951         int yielded = 0;
4952
4953         local_irq_save(flags);
4954         rq = this_rq();
4955
4956 again:
4957         p_rq = task_rq(p);
4958         /*
4959          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4960          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4961          */
4962         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4963                 yielded = -ESRCH;
4964                 goto out_irq;
4965         }
4966
4967         double_rq_lock(rq, p_rq);
4968         if (task_rq(p) != p_rq) {
4969                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4970                 goto again;
4971         }
4972
4973         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4974                 goto out_unlock;
4975
4976         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4977                 goto out_unlock;
4978
4979         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4980                 goto out_unlock;
4981
4982         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4983         if (yielded) {
4984                 schedstat_inc(rq->yld_count);
4985                 /*
4986                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4987                  * fairness.
4988                  */
4989                 if (preempt && rq != p_rq)
4990                         resched_curr(p_rq);
4991         }
4992
4993 out_unlock:
4994         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4995 out_irq:
4996         local_irq_restore(flags);
4997
4998         if (yielded > 0)
4999                 schedule();
5000
5001         return yielded;
5002 }
5003 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5004
5005 int io_schedule_prepare(void)
5006 {
5007         int old_iowait = current->in_iowait;
5008
5009         current->in_iowait = 1;
5010         blk_schedule_flush_plug(current);
5011
5012         return old_iowait;
5013 }
5014
5015 void io_schedule_finish(int token)
5016 {
5017         current->in_iowait = token;
5018 }
5019
5020 /*
5021  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5022  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5023  */
5024 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5025 {
5026         int token;
5027         long ret;
5028
5029         token = io_schedule_prepare();
5030         ret = schedule_timeout(timeout);
5031         io_schedule_finish(token);
5032
5033         return ret;
5034 }
5035 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5036
5037 void io_schedule(void)
5038 {
5039         int token;
5040
5041         token = io_schedule_prepare();
5042         schedule();
5043         io_schedule_finish(token);
5044 }
5045 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5046
5047 /**
5048  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5049  * @policy: scheduling class.
5050  *
5051  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5052  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5053  * On failure, a negative error code is returned.
5054  */
5055 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5056 {
5057         int ret = -EINVAL;
5058
5059         switch (policy) {
5060         case SCHED_FIFO:
5061         case SCHED_RR:
5062                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5063                 break;
5064         case SCHED_DEADLINE:
5065         case SCHED_NORMAL:
5066         case SCHED_BATCH:
5067         case SCHED_IDLE:
5068                 ret = 0;
5069                 break;
5070         }
5071         return ret;
5072 }
5073
5074 /**
5075  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5076  * @policy: scheduling class.
5077  *
5078  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5079  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5080  * On failure, a negative error code is returned.
5081  */
5082 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5083 {
5084         int ret = -EINVAL;
5085
5086         switch (policy) {
5087         case SCHED_FIFO:
5088         case SCHED_RR:
5089                 ret = 1;
5090                 break;
5091         case SCHED_DEADLINE:
5092         case SCHED_NORMAL:
5093         case SCHED_BATCH:
5094         case SCHED_IDLE:
5095                 ret = 0;
5096         }
5097         return ret;
5098 }
5099
5100 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5101 {
5102         struct task_struct *p;
5103         unsigned int time_slice;
5104         struct rq_flags rf;
5105         struct rq *rq;
5106         int retval;
5107
5108         if (pid < 0)
5109                 return -EINVAL;
5110
5111         retval = -ESRCH;
5112         rcu_read_lock();
5113         p = find_process_by_pid(pid);
5114         if (!p)
5115                 goto out_unlock;
5116
5117         retval = security_task_getscheduler(p);
5118         if (retval)
5119                 goto out_unlock;
5120
5121         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5122         time_slice = 0;
5123         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5124                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5125         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5126
5127         rcu_read_unlock();
5128         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5129         return 0;
5130
5131 out_unlock:
5132         rcu_read_unlock();
5133         return retval;
5134 }
5135
5136 /**
5137  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5138  * @pid: pid of the process.
5139  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5140  *
5141  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5142  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5143  *
5144  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5145  * an error code.
5146  */
5147 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5148                 struct timespec __user *, interval)
5149 {
5150         struct timespec64 t;
5151         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5152
5153         if (retval == 0)
5154                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5155
5156         return retval;
5157 }
5158
5159 #ifdef CONFIG_COMPAT
5160 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval,
5161                        compat_pid_t, pid,
5162                        struct compat_timespec __user *, interval)
5163 {
5164         struct timespec64 t;
5165         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5166
5167         if (retval == 0)
5168                 retval = compat_put_timespec64(&t, interval);
5169         return retval;
5170 }
5171 #endif
5172
5173 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5174 {
5175         unsigned long free = 0;
5176         int ppid;
5177
5178         if (!try_get_task_stack(p))
5179                 return;
5180
5181         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5182
5183         if (p->state == TASK_RUNNING)
5184                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5185 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5186         free = stack_not_used(p);
5187 #endif
5188         ppid = 0;
5189         rcu_read_lock();
5190         if (pid_alive(p))
5191                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5192         rcu_read_unlock();
5193         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5194                 task_pid_nr(p), ppid,
5195                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5196
5197         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5198         show_stack(p, NULL);
5199         put_task_stack(p);
5200 }
5201 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5202
5203 static inline bool
5204 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5205 {
5206         /* no filter, everything matches */
5207         if (!state_filter)
5208                 return true;
5209
5210         /* filter, but doesn't match */
5211         if (!(p->state & state_filter))
5212                 return false;
5213
5214         /*
5215          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5216          * TASK_KILLABLE).
5217          */
5218         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5219                 return false;
5220
5221         return true;
5222 }
5223
5224
5225 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5226 {
5227         struct task_struct *g, *p;
5228
5229 #if BITS_PER_LONG == 32
5230         printk(KERN_INFO
5231                 "  task                PC stack   pid father\n");
5232 #else
5233         printk(KERN_INFO
5234                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5235 #endif
5236         rcu_read_lock();
5237         for_each_process_thread(g, p) {
5238                 /*
5239                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5240                  * console might take a lot of time:
5241                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5242                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5243                  * an IPI.
5244                  */
5245                 touch_nmi_watchdog();
5246                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5247                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5248                         sched_show_task(p);
5249         }
5250
5251 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5252         if (!state_filter)
5253                 sysrq_sched_debug_show();
5254 #endif
5255         rcu_read_unlock();
5256         /*
5257          * Only show locks if all tasks are dumped:
5258          */
5259         if (!state_filter)
5260                 debug_show_all_locks();
5261 }
5262
5263 /**
5264  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5265  * @idle: task in question
5266  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5267  *
5268  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5269  * flag, to make booting more robust.
5270  */
5271 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5272 {
5273         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5274         unsigned long flags;
5275
5276         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5277         raw_spin_lock(&rq->lock);
5278
5279         __sched_fork(0, idle);
5280         idle->state = TASK_RUNNING;
5281         idle->se.exec_start = sched_clock();
5282         idle->flags |= PF_IDLE;
5283
5284         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5285
5286 #ifdef CONFIG_SMP
5287         /*
5288          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5289          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5290          *
5291          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5292          */
5293         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5294 #endif
5295         /*
5296          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5297          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5298          * lockdep check in task_group() will fail.
5299          *
5300          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5301          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5302          *
5303          * Silence PROVE_RCU
5304          */
5305         rcu_read_lock();
5306         __set_task_cpu(idle, cpu);
5307         rcu_read_unlock();
5308
5309         rq->curr = rq->idle = idle;
5310         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5311 #ifdef CONFIG_SMP
5312         idle->on_cpu = 1;
5313 #endif
5314         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5315         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5316
5317         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5318         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5319
5320         /*
5321          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5322          */
5323         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5324         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5325         vtime_init_idle(idle, cpu);
5326 #ifdef CONFIG_SMP
5327         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5328 #endif
5329 }
5330
5331 #ifdef CONFIG_SMP
5332
5333 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5334                               const struct cpumask *trial)
5335 {
5336         int ret = 1;
5337
5338         if (!cpumask_weight(cur))
5339                 return ret;
5340
5341         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5342
5343         return ret;
5344 }
5345
5346 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5347                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5348 {
5349         int ret = 0;
5350
5351         /*
5352          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5353          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5354          * affinity and isolating such threads by their set of
5355          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5356          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5357          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5358          * before cpus_allowed may be changed.
5359          */
5360         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5361                 ret = -EINVAL;
5362                 goto out;
5363         }
5364
5365         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5366                                               cs_cpus_allowed))
5367                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5368
5369 out:
5370         return ret;
5371 }
5372
5373 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5374
5375 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5376 /* Migrate current task p to target_cpu */
5377 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5378 {
5379         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5380         int curr_cpu = task_cpu(p);
5381
5382         if (curr_cpu == target_cpu)
5383                 return 0;
5384
5385         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5386                 return -EINVAL;
5387
5388         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5389
5390         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5391         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5392 }
5393
5394 /*
5395  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5396  * tasks on the runqueues
5397  */
5398 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5399 {
5400         bool queued, running;
5401         struct rq_flags rf;
5402         struct rq *rq;
5403
5404         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5405         queued = task_on_rq_queued(p);
5406         running = task_current(rq, p);
5407
5408         if (queued)
5409                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5410         if (running)
5411                 put_prev_task(rq, p);
5412
5413         p->numa_preferred_nid = nid;
5414
5415         if (queued)
5416                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5417         if (running)
5418                 set_curr_task(rq, p);
5419         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5420 }
5421 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5422
5423 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5424 /*
5425  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5426  * offline.
5427  */
5428 void idle_task_exit(void)
5429 {
5430         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5431
5432         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5433
5434         if (mm != &init_mm) {
5435                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5436                 finish_arch_post_lock_switch();
5437         }
5438         mmdrop(mm);
5439 }
5440
5441 /*
5442  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5443  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5444  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5445  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5446  * calculation.
5447  *
5448  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5449  */
5450 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5451 {
5452         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5453         if (delta)
5454                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5455 }
5456
5457 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5458 {
5459 }
5460
5461 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5462         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5463 };
5464
5465 static struct task_struct fake_task = {
5466         /*
5467          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5468          */
5469         .prio = MAX_PRIO + 1,
5470         .sched_class = &fake_sched_class,
5471 };
5472
5473 /*
5474  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5475  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5476  *
5477  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5478  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5479  * because of lock validation efforts.
5480  */
5481 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5482 {
5483         struct rq *rq = dead_rq;
5484         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5485         struct rq_flags orf = *rf;
5486         int dest_cpu;
5487
5488         /*
5489          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5490          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5491          *
5492          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5493          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5494          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5495          * done here.
5496          */
5497         rq->stop = NULL;
5498
5499         /*
5500          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5501          * class method both need to have an up-to-date
5502          * value of rq->clock[_task]
5503          */
5504         update_rq_clock(rq);
5505
5506         for (;;) {
5507                 /*
5508                  * There's this thread running, bail when that's the only
5509                  * remaining thread:
5510                  */
5511                 if (rq->nr_running == 1)
5512                         break;
5513
5514                 /*
5515                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5516                  */
5517                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5518                 BUG_ON(!next);
5519                 put_prev_task(rq, next);
5520
5521                 /*
5522                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5523                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5524                  * stabilizes the mask.
5525                  *
5526                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5527                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5528                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5529                  */
5530                 rq_unlock(rq, rf);
5531                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5532                 rq_relock(rq, rf);
5533
5534                 /*
5535                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5536                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5537                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5538                  */
5539                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5540                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5541                         continue;
5542                 }
5543
5544                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5545                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5546                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5547                 if (rq != dead_rq) {
5548                         rq_unlock(rq, rf);
5549                         rq = dead_rq;
5550                         *rf = orf;
5551                         rq_relock(rq, rf);
5552                 }
5553                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5554         }
5555
5556         rq->stop = stop;
5557 }
5558 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5559
5560 void set_rq_online(struct rq *rq)
5561 {
5562         if (!rq->online) {
5563                 const struct sched_class *class;
5564
5565                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5566                 rq->online = 1;
5567
5568                 for_each_class(class) {
5569                         if (class->rq_online)
5570                                 class->rq_online(rq);
5571                 }
5572         }
5573 }
5574
5575 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5576 {
5577         if (rq->online) {
5578                 const struct sched_class *class;
5579
5580                 for_each_class(class) {
5581                         if (class->rq_offline)
5582                                 class->rq_offline(rq);
5583                 }
5584
5585                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5586                 rq->online = 0;
5587         }
5588 }
5589
5590 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5591 {
5592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5593
5594         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5595 }
5596
5597 /*
5598  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5599  */
5600 static int num_cpus_frozen;
5601
5602 /*
5603  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5604  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5605  * around partition_sched_domains().
5606  *
5607  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5608  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5609  */
5610 static void cpuset_cpu_active(void)
5611 {
5612         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5613                 /*
5614                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5615                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5616                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5617                  * domain, ignoring cpusets.
5618                  */
5619                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5620                 if (--num_cpus_frozen)
5621                         return;
5622                 /*
5623                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5624                  * restore the original sched domains by considering the
5625                  * cpuset configurations.
5626                  */
5627                 cpuset_force_rebuild();
5628         }
5629         cpuset_update_active_cpus();
5630 }
5631
5632 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5633 {
5634         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5635                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5636                         return -EBUSY;
5637                 cpuset_update_active_cpus();
5638         } else {
5639                 num_cpus_frozen++;
5640                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5641         }
5642         return 0;
5643 }
5644
5645 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5646 {
5647         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5648         struct rq_flags rf;
5649
5650         set_cpu_active(cpu, true);
5651
5652         if (sched_smp_initialized) {
5653                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5654                 cpuset_cpu_active();
5655         }
5656
5657         /*
5658          * Put the rq online, if not already. This happens:
5659          *
5660          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5661          *    after all CPUs have been brought up.
5662          *
5663          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5664          *    domains.
5665          */
5666         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5667         if (rq->rd) {
5668                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5669                 set_rq_online(rq);
5670         }
5671         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5672
5673         update_max_interval();
5674
5675         return 0;
5676 }
5677
5678 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5679 {
5680         int ret;
5681
5682         set_cpu_active(cpu, false);
5683         /*
5684          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5685          * users of this state to go away such that all new such users will
5686          * observe it.
5687          *
5688          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5689          */
5690         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5691
5692         if (!sched_smp_initialized)
5693                 return 0;
5694
5695         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5696         if (ret) {
5697                 set_cpu_active(cpu, true);
5698                 return ret;
5699         }
5700         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5701         return 0;
5702 }
5703
5704 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5705 {
5706         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5707
5708         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5709         update_max_interval();
5710 }
5711
5712 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5713 {
5714         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5715         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5716         return 0;
5717 }
5718
5719 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5720 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5721 {
5722         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5723         struct rq_flags rf;
5724
5725         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5726         sched_ttwu_pending();
5727
5728         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5729         if (rq->rd) {
5730                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5731                 set_rq_offline(rq);
5732         }
5733         migrate_tasks(rq, &rf);
5734         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5735         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5736
5737         calc_load_migrate(rq);
5738         update_max_interval();
5739         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5740         hrtick_clear(rq);
5741         return 0;
5742 }
5743 #endif
5744
5745 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5746 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5747
5748 static void sched_init_smt(void)
5749 {
5750         /*
5751          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5752          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5753          */
5754         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5755                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5756 }
5757 #else
5758 static inline void sched_init_smt(void) { }
5759 #endif
5760
5761 void __init sched_init_smp(void)
5762 {
5763         sched_init_numa();
5764
5765         /*
5766          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5767          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5768          * happen.
5769          */
5770         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5771         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5772         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5773
5774         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5775         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
5776                 BUG();
5777         sched_init_granularity();
5778
5779         init_sched_rt_class();
5780         init_sched_dl_class();
5781
5782         sched_init_smt();
5783
5784         sched_smp_initialized = true;
5785 }
5786
5787 static int __init migration_init(void)
5788 {
5789         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5790         return 0;
5791 }
5792 early_initcall(migration_init);
5793
5794 #else
5795 void __init sched_init_smp(void)
5796 {
5797         sched_init_granularity();
5798 }
5799 #endif /* CONFIG_SMP */
5800
5801 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5802 {
5803         return in_lock_functions(addr) ||
5804                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5805                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5806 }
5807
5808 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5809 /*
5810  * Default task group.
5811  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5812  */
5813 struct task_group root_task_group;
5814 LIST_HEAD(task_groups);
5815
5816 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5817 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5818 #endif
5819
5820 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5821 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5822
5823 void __init sched_init(void)
5824 {
5825         int i, j;
5826         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5827
5828         sched_clock_init();
5829         wait_bit_init();
5830
5831 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5832         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5833 #endif
5834 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5835         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5836 #endif
5837         if (alloc_size) {
5838                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5839
5840 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5841                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5842                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5843
5844                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5845                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5846
5847 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5848 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5849                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5850                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5851
5852                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5853                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5854
5855 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5856         }
5857 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5858         for_each_possible_cpu(i) {
5859                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5860                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5861                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5862                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5863         }
5864 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5865
5866         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5867         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5868
5869 #ifdef CONFIG_SMP
5870         init_defrootdomain();
5871 #endif
5872
5873 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5874         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
5875                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
5876 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5877
5878 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5879         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
5880
5881         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
5882         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
5883         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
5884         autogroup_init(&init_task);
5885 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
5886
5887         for_each_possible_cpu(i) {
5888                 struct rq *rq;
5889
5890                 rq = cpu_rq(i);
5891                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
5892                 rq->nr_running = 0;
5893                 rq->calc_load_active = 0;
5894                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5895                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
5896                 init_rt_rq(&rq->rt);
5897                 init_dl_rq(&rq->dl);
5898 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5899                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
5900                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
5901                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
5902                 /*
5903                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
5904                  *
5905                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
5906                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
5907                  * system CPU resource is divided among the tasks of
5908                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
5909                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
5910                  * (se->load.weight).
5911                  *
5912                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
5913                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
5914                  * then A0's share of the CPU resource is:
5915                  *
5916                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
5917                  *
5918                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
5919                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
5920                  */
5921                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
5922                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
5923 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5924
5925                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
5926 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5927                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
5928 #endif
5929
5930                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
5931                         rq->cpu_load[j] = 0;
5932
5933 #ifdef CONFIG_SMP
5934                 rq->sd = NULL;
5935                 rq->rd = NULL;
5936                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5937                 rq->balance_callback = NULL;
5938                 rq->active_balance = 0;
5939                 rq->next_balance = jiffies;
5940                 rq->push_cpu = 0;
5941                 rq->cpu = i;
5942                 rq->online = 0;
5943                 rq->idle_stamp = 0;
5944                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
5945                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
5946
5947                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
5948
5949                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
5950 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5951                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
5952                 rq->nohz_flags = 0;
5953 #endif
5954 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5955                 rq->last_sched_tick = 0;
5956 #endif
5957 #endif /* CONFIG_SMP */
5958                 init_rq_hrtick(rq);
5959                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
5960         }
5961
5962         set_load_weight(&init_task, false);
5963
5964         /*
5965          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
5966          */
5967         mmgrab(&init_mm);
5968         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
5969
5970         /*
5971          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
5972          * called from this thread, however somewhere below it might be,
5973          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
5974          * when this runqueue becomes "idle".
5975          */
5976         init_idle(current, smp_processor_id());
5977
5978         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5979
5980 #ifdef CONFIG_SMP
5981         idle_thread_set_boot_cpu();
5982         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
5983 #endif
5984         init_sched_fair_class();
5985
5986         init_schedstats();
5987
5988         scheduler_running = 1;
5989 }
5990
5991 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5992 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
5993 {
5994         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
5995
5996         return (nested == preempt_offset);
5997 }
5998
5999 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6000 {
6001         /*
6002          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6003          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6004          * otherwise we will destroy state.
6005          */
6006         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6007                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6008                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6009                         current->state,
6010                         (void *)current->task_state_change,
6011                         (void *)current->task_state_change);
6012
6013         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6014 }
6015 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6016
6017 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6018 {
6019         /* Ratelimiting timestamp: */
6020         static unsigned long prev_jiffy;
6021
6022         unsigned long preempt_disable_ip;
6023
6024         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6025         rcu_sleep_check();
6026
6027         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6028              !is_idle_task(current)) ||
6029             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6030             oops_in_progress)
6031                 return;
6032
6033         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6034                 return;
6035         prev_jiffy = jiffies;
6036
6037         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6038         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6039
6040         printk(KERN_ERR
6041                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6042                         file, line);
6043         printk(KERN_ERR
6044                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6045                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6046                         current->pid, current->comm);
6047
6048         if (task_stack_end_corrupted(current))
6049                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6050
6051         debug_show_held_locks(current);
6052         if (irqs_disabled())
6053                 print_irqtrace_events(current);
6054         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6055             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6056                 pr_err("Preemption disabled at:");
6057                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6058                 pr_cont("\n");
6059         }
6060         dump_stack();
6061         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6062 }
6063 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6064 #endif
6065
6066 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6067 void normalize_rt_tasks(void)
6068 {
6069         struct task_struct *g, *p;
6070         struct sched_attr attr = {
6071                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6072         };
6073
6074         read_lock(&tasklist_lock);
6075         for_each_process_thread(g, p) {
6076                 /*
6077                  * Only normalize user tasks:
6078                  */
6079                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6080                         continue;
6081
6082                 p->se.exec_start = 0;
6083                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6084                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6085                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6086
6087                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6088                         /*
6089                          * Renice negative nice level userspace
6090                          * tasks back to 0:
6091                          */
6092                         if (task_nice(p) < 0)
6093                                 set_user_nice(p, 0);
6094                         continue;
6095                 }
6096
6097                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6098         }
6099         read_unlock(&tasklist_lock);
6100 }
6101
6102 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6103
6104 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6105 /*
6106  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6107  *
6108  * They can only be called when the whole system has been
6109  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6110  * activity can take place. Using them for anything else would
6111  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6112  * under any other configuration.
6113  */
6114
6115 /**
6116  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6117  * @cpu: the processor in question.
6118  *
6119  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6120  *
6121  * Return: The current task for @cpu.
6122  */
6123 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6124 {
6125         return cpu_curr(cpu);
6126 }
6127
6128 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6129
6130 #ifdef CONFIG_IA64
6131 /**
6132  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6133  * @cpu: the processor in question.
6134  * @p: the task pointer to set.
6135  *
6136  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6137  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6138  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6139  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6140  * and caller must save the original value of the current task (see
6141  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6142  * re-starting the system.
6143  *
6144  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6145  */
6146 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6147 {
6148         cpu_curr(cpu) = p;
6149 }
6150
6151 #endif
6152
6153 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6154 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6155 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6156
6157 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6158 {
6159         free_fair_sched_group(tg);
6160         free_rt_sched_group(tg);
6161         autogroup_free(tg);
6162         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6163 }
6164
6165 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6166 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6167 {
6168         struct task_group *tg;
6169
6170         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6171         if (!tg)
6172                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6173
6174         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6175                 goto err;
6176
6177         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6178                 goto err;
6179
6180         return tg;
6181
6182 err:
6183         sched_free_group(tg);
6184         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6185 }
6186
6187 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6188 {
6189         unsigned long flags;
6190
6191         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6192         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6193
6194         /* Root should already exist: */
6195         WARN_ON(!parent);
6196
6197         tg->parent = parent;
6198         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6199         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6200         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6201
6202         online_fair_sched_group(tg);
6203 }
6204
6205 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6206 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6207 {
6208         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6209         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6210 }
6211
6212 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6213 {
6214         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6215         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6216 }
6217
6218 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6219 {
6220         unsigned long flags;
6221
6222         /* End participation in shares distribution: */
6223         unregister_fair_sched_group(tg);
6224
6225         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6226         list_del_rcu(&tg->list);
6227         list_del_rcu(&tg->siblings);
6228         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6229 }
6230
6231 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6232 {
6233         struct task_group *tg;
6234
6235         /*
6236          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6237          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6238          * to prevent lockdep warnings.
6239          */
6240         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6241                           struct task_group, css);
6242         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6243         tsk->sched_task_group = tg;
6244
6245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6246         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6247                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6248         else
6249 #endif
6250                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6251 }
6252
6253 /*
6254  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6255  *
6256  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6257  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6258  * its new group.
6259  */
6260 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6261 {
6262         int queued, running, queue_flags =
6263                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6264         struct rq_flags rf;
6265         struct rq *rq;
6266
6267         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6268         update_rq_clock(rq);
6269
6270         running = task_current(rq, tsk);
6271         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6272
6273         if (queued)
6274                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6275         if (running)
6276                 put_prev_task(rq, tsk);
6277
6278         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6279
6280         if (queued)
6281                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6282         if (running)
6283                 set_curr_task(rq, tsk);
6284
6285         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6286 }
6287
6288 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6289 {
6290         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6291 }
6292
6293 static struct cgroup_subsys_state *
6294 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6295 {
6296         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6297         struct task_group *tg;
6298
6299         if (!parent) {
6300                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6301                 return &root_task_group.css;
6302         }
6303
6304         tg = sched_create_group(parent);
6305         if (IS_ERR(tg))
6306                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6307
6308         return &tg->css;
6309 }
6310
6311 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6312 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6313 {
6314         struct task_group *tg = css_tg(css);
6315         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6316
6317         if (parent)
6318                 sched_online_group(tg, parent);
6319         return 0;
6320 }
6321
6322 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6323 {
6324         struct task_group *tg = css_tg(css);
6325
6326         sched_offline_group(tg);
6327 }
6328
6329 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6330 {
6331         struct task_group *tg = css_tg(css);
6332
6333         /*
6334          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6335          */
6336         sched_free_group(tg);
6337 }
6338
6339 /*
6340  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6341  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6342  */
6343 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6344 {
6345         struct rq_flags rf;
6346         struct rq *rq;
6347
6348         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6349
6350         update_rq_clock(rq);
6351         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6352
6353         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6354 }
6355
6356 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6357 {
6358         struct task_struct *task;
6359         struct cgroup_subsys_state *css;
6360         int ret = 0;
6361
6362         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6363 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6364                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6365                         return -EINVAL;
6366 #else
6367                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6368                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6369                         return -EINVAL;
6370 #endif
6371                 /*
6372                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6373                  * running, we're sure to observe its full state.
6374                  */
6375                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6376                 /*
6377                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6378                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6379                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6380                  */
6381                 if (task->state == TASK_NEW)
6382                         ret = -EINVAL;
6383                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6384
6385                 if (ret)
6386                         break;
6387         }
6388         return ret;
6389 }
6390
6391 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6392 {
6393         struct task_struct *task;
6394         struct cgroup_subsys_state *css;
6395
6396         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6397                 sched_move_task(task);
6398 }
6399
6400 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6401 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6402                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6403 {
6404         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6405 }
6406
6407 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6408                                struct cftype *cft)
6409 {
6410         struct task_group *tg = css_tg(css);
6411
6412         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6413 }
6414
6415 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6416 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6417
6418 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6419 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6420
6421 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6422
6423 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6424 {
6425         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6426         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6427
6428         if (tg == &root_task_group)
6429                 return -EINVAL;
6430
6431         /*
6432          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6433          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6434          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6435          */
6436         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6437                 return -EINVAL;
6438
6439         /*
6440          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6441          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6442          * feasibility.
6443          */
6444         if (period > max_cfs_quota_period)
6445                 return -EINVAL;
6446
6447         /*
6448          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6449          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6450          */
6451         get_online_cpus();
6452         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6453         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6454         if (ret)
6455                 goto out_unlock;
6456
6457         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6458         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6459         /*
6460          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6461          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6462          */
6463         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6464                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6465         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6466         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6467         cfs_b->quota = quota;
6468
6469         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6470
6471         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6472         if (runtime_enabled)
6473                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6474
6475         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6476
6477         for_each_online_cpu(i) {
6478                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6479                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6480                 struct rq_flags rf;
6481
6482                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6483                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6484                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6485
6486                 if (cfs_rq->throttled)
6487                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6488                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6489         }
6490         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6491                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6492 out_unlock:
6493         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6494         put_online_cpus();
6495
6496         return ret;
6497 }
6498
6499 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6500 {
6501         u64 quota, period;
6502
6503         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6504         if (cfs_quota_us < 0)
6505                 quota = RUNTIME_INF;
6506         else
6507                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6508
6509         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6510 }
6511
6512 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6513 {
6514         u64 quota_us;
6515
6516         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6517                 return -1;
6518
6519         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6520         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6521
6522         return quota_us;
6523 }
6524
6525 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6526 {
6527         u64 quota, period;
6528
6529         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6530         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6531
6532         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6533 }
6534
6535 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6536 {
6537         u64 cfs_period_us;
6538
6539         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6540         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6541
6542         return cfs_period_us;
6543 }
6544
6545 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6546                                   struct cftype *cft)
6547 {
6548         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6549 }
6550
6551 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6552                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6553 {
6554         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6555 }
6556
6557 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6558                                    struct cftype *cft)
6559 {
6560         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6561 }
6562
6563 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6564                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6565 {
6566         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6567 }
6568
6569 struct cfs_schedulable_data {
6570         struct task_group *tg;
6571         u64 period, quota;
6572 };
6573
6574 /*
6575  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6576  * note: units are usecs
6577  */
6578 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6579                                struct cfs_schedulable_data *d)
6580 {
6581         u64 quota, period;
6582
6583         if (tg == d->tg) {
6584                 period = d->period;
6585                 quota = d->quota;
6586         } else {
6587                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6588                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6589         }
6590
6591         /* note: these should typically be equivalent */
6592         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6593                 return RUNTIME_INF;
6594
6595         return to_ratio(period, quota);
6596 }
6597
6598 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6599 {
6600         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6601         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6602         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6603
6604         if (!tg->parent) {
6605                 quota = RUNTIME_INF;
6606         } else {
6607                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6608
6609                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6610                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6611
6612                 /*
6613                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
6614                  * limit is set:
6615                  */
6616                 if (quota == RUNTIME_INF)
6617                         quota = parent_quota;
6618                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6619                         return -EINVAL;
6620         }
6621         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6622
6623         return 0;
6624 }
6625
6626 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6627 {
6628         int ret;
6629         struct cfs_schedulable_data data = {
6630                 .tg = tg,
6631                 .period = period,
6632                 .quota = quota,
6633         };
6634
6635         if (quota != RUNTIME_INF) {
6636                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6637                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6638         }
6639
6640         rcu_read_lock();
6641         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6642         rcu_read_unlock();
6643
6644         return ret;
6645 }
6646
6647 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
6648 {
6649         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6650         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6651
6652         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6653         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6654         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6655
6656         return 0;
6657 }
6658 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6659 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6660
6661 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6662 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6663                                 struct cftype *cft, s64 val)
6664 {
6665         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6666 }
6667
6668 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6669                                struct cftype *cft)
6670 {
6671         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6672 }
6673
6674 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6675                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6676 {
6677         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6678 }
6679
6680 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6681                                    struct cftype *cft)
6682 {
6683         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6684 }
6685 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6686
6687 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
6688 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6689         {
6690                 .name = "shares",
6691                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6692                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6693         },
6694 #endif
6695 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6696         {
6697                 .name = "cfs_quota_us",
6698                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6699                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6700         },
6701         {
6702                 .name = "cfs_period_us",
6703                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6704                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6705         },
6706         {
6707                 .name = "stat",
6708                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
6709         },
6710 #endif
6711 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6712         {
6713                 .name = "rt_runtime_us",
6714                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6715                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6716         },
6717         {
6718                 .name = "rt_period_us",
6719                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6720                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6721         },
6722 #endif
6723         { }     /* Terminate */
6724 };
6725
6726 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
6727                                struct cgroup_subsys_state *css)
6728 {
6729 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6730         {
6731                 struct task_group *tg = css_tg(css);
6732                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6733                 u64 throttled_usec;
6734
6735                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
6736                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
6737
6738                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
6739                            "nr_throttled %d\n"
6740                            "throttled_usec %llu\n",
6741                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
6742                            throttled_usec);
6743         }
6744 #endif
6745         return 0;
6746 }
6747
6748 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6749 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6750                                struct cftype *cft)
6751 {
6752         struct task_group *tg = css_tg(css);
6753         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
6754
6755         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
6756 }
6757
6758 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6759                                 struct cftype *cft, u64 weight)
6760 {
6761         /*
6762          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
6763          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
6764          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
6765          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
6766          * the original value over the entire range.
6767          */
6768         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
6769                 return -ERANGE;
6770
6771         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
6772
6773         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6774 }
6775
6776 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6777                                     struct cftype *cft)
6778 {
6779         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
6780         int last_delta = INT_MAX;
6781         int prio, delta;
6782
6783         /* find the closest nice value to the current weight */
6784         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
6785                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
6786                 if (delta >= last_delta)
6787                         break;
6788                 last_delta = delta;
6789         }
6790
6791         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
6792 }
6793
6794 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6795                                      struct cftype *cft, s64 nice)
6796 {
6797         unsigned long weight;
6798
6799         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6800                 return -ERANGE;
6801
6802         weight = sched_prio_to_weight[NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO];
6803         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6804 }
6805 #endif
6806
6807 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
6808                                                   long period, long quota)
6809 {
6810         if (quota < 0)
6811                 seq_puts(sf, "max");
6812         else
6813                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
6814
6815         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
6816 }
6817
6818 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
6819 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
6820                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
6821 {
6822         char tok[21];   /* U64_MAX */
6823
6824         if (!sscanf(buf, "%s %llu", tok, periodp))
6825                 return -EINVAL;
6826
6827         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
6828
6829         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
6830                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
6831         else if (!strcmp(tok, "max"))
6832                 *quotap = RUNTIME_INF;
6833         else
6834                 return -EINVAL;
6835
6836         return 0;
6837 }
6838
6839 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6840 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
6841 {
6842         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6843
6844         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
6845         return 0;
6846 }
6847
6848 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6849                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6850 {
6851         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
6852         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
6853         u64 quota;
6854         int ret;
6855
6856         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
6857         if (!ret)
6858                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6859         return ret ?: nbytes;
6860 }
6861 #endif
6862
6863 static struct cftype cpu_files[] = {
6864 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6865         {
6866                 .name = "weight",
6867                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6868                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
6869                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
6870         },
6871         {
6872                 .name = "weight.nice",
6873                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6874                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
6875                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
6876         },
6877 #endif
6878 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6879         {
6880                 .name = "max",
6881                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6882                 .seq_show = cpu_max_show,
6883                 .write = cpu_max_write,
6884         },
6885 #endif
6886         { }     /* terminate */
6887 };
6888
6889 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
6890         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
6891         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
6892         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
6893         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
6894         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
6895         .fork           = cpu_cgroup_fork,
6896         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
6897         .attach         = cpu_cgroup_attach,
6898         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
6899         .dfl_cftypes    = cpu_files,
6900         .early_init     = true,
6901         .threaded       = true,
6902 };
6903
6904 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6905
6906 void dump_cpu_task(int cpu)
6907 {
6908         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
6909         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
6910 }
6911
6912 /*
6913  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
6914  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
6915  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
6916  * that remained on nice 0.
6917  *
6918  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
6919  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
6920  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
6921  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
6922  * the relative distance between them is ~25%.)
6923  */
6924 const int sched_prio_to_weight[40] = {
6925  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
6926  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
6927  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
6928  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
6929  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
6930  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
6931  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
6932  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
6933 };
6934
6935 /*
6936  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
6937  *
6938  * In cases where the weight does not change often, we can use the
6939  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
6940  * into multiplications:
6941  */
6942 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
6943  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
6944  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
6945  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
6946  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
6947  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
6948  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
6949  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
6950  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
6951 };