sched/clock: Delay switching sched_clock to stable
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/kasan.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/context_tracking.h>
75 #include <linux/compiler.h>
76 #include <linux/frame.h>
77 #include <linux/prefetch.h>
78 #include <linux/mutex.h>
79
80 #include <asm/switch_to.h>
81 #include <asm/tlb.h>
82 #include <asm/irq_regs.h>
83 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
84 #include <asm/paravirt.h>
85 #endif
86
87 #include "sched.h"
88 #include "../workqueue_internal.h"
89 #include "../smpboot.h"
90
91 #define CREATE_TRACE_POINTS
92 #include <trace/events/sched.h>
93
94 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
95 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
96
97 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
98
99 void update_rq_clock(struct rq *rq)
100 {
101         s64 delta;
102
103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
104
105         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
106                 return;
107
108 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
109         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
110 #endif
111         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
112         if (delta < 0)
113                 return;
114         rq->clock += delta;
115         update_rq_clock_task(rq, delta);
116 }
117
118 /*
119  * Debugging: various feature bits
120  */
121
122 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
123         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
124
125 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
126 #include "features.h"
127         0;
128
129 #undef SCHED_FEAT
130
131 /*
132  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
133  * Limited because this is done with IRQs disabled.
134  */
135 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
136
137 /*
138  * period over which we average the RT time consumption, measured
139  * in ms.
140  *
141  * default: 1s
142  */
143 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
144
145 /*
146  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
147  * default: 1s
148  */
149 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
150
151 __read_mostly int scheduler_running;
152
153 /*
154  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
155  * default: 0.95s
156  */
157 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
158
159 /* cpus with isolated domains */
160 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
161
162 /*
163  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
164  */
165 static struct rq *this_rq_lock(void)
166         __acquires(rq->lock)
167 {
168         struct rq *rq;
169
170         local_irq_disable();
171         rq = this_rq();
172         raw_spin_lock(&rq->lock);
173
174         return rq;
175 }
176
177 /*
178  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
179  */
180 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
181         __acquires(rq->lock)
182 {
183         struct rq *rq;
184
185         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
186
187         for (;;) {
188                 rq = task_rq(p);
189                 raw_spin_lock(&rq->lock);
190                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
191                         rq_pin_lock(rq, rf);
192                         return rq;
193                 }
194                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
195
196                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
197                         cpu_relax();
198         }
199 }
200
201 /*
202  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
203  */
204 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
205         __acquires(p->pi_lock)
206         __acquires(rq->lock)
207 {
208         struct rq *rq;
209
210         for (;;) {
211                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
212                 rq = task_rq(p);
213                 raw_spin_lock(&rq->lock);
214                 /*
215                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
216                  *
217                  *      ACQUIRE (rq->lock)
218                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
219                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
220                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
221                  *                                      [L] ->on_rq
222                  *      RELEASE (rq->lock)
223                  *
224                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
225                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
226                  *
227                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
228                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
229                  */
230                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
231                         rq_pin_lock(rq, rf);
232                         return rq;
233                 }
234                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
235                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
236
237                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
238                         cpu_relax();
239         }
240 }
241
242 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
243 /*
244  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
245  */
246
247 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
248 {
249         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
250                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
251 }
252
253 /*
254  * High-resolution timer tick.
255  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
256  */
257 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
258 {
259         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
260
261         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
262
263         raw_spin_lock(&rq->lock);
264         update_rq_clock(rq);
265         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
266         raw_spin_unlock(&rq->lock);
267
268         return HRTIMER_NORESTART;
269 }
270
271 #ifdef CONFIG_SMP
272
273 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
274 {
275         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
276
277         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
278 }
279
280 /*
281  * called from hardirq (IPI) context
282  */
283 static void __hrtick_start(void *arg)
284 {
285         struct rq *rq = arg;
286
287         raw_spin_lock(&rq->lock);
288         __hrtick_restart(rq);
289         rq->hrtick_csd_pending = 0;
290         raw_spin_unlock(&rq->lock);
291 }
292
293 /*
294  * Called to set the hrtick timer state.
295  *
296  * called with rq->lock held and irqs disabled
297  */
298 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
299 {
300         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
301         ktime_t time;
302         s64 delta;
303
304         /*
305          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
306          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
307          */
308         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
309         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
310
311         hrtimer_set_expires(timer, time);
312
313         if (rq == this_rq()) {
314                 __hrtick_restart(rq);
315         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
316                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
317                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
318         }
319 }
320
321 #else
322 /*
323  * Called to set the hrtick timer state.
324  *
325  * called with rq->lock held and irqs disabled
326  */
327 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
328 {
329         /*
330          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
331          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
332          */
333         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
334         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
335                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
336 }
337 #endif /* CONFIG_SMP */
338
339 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
340 {
341 #ifdef CONFIG_SMP
342         rq->hrtick_csd_pending = 0;
343
344         rq->hrtick_csd.flags = 0;
345         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
346         rq->hrtick_csd.info = rq;
347 #endif
348
349         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
350         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
351 }
352 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
353 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
354 {
355 }
356
357 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
358 {
359 }
360 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
361
362 /*
363  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
364  */
365 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
366         ({                                                              \
367                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
368                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
369                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
370                                                                         \
371                 for (;;) {                                              \
372                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
373                         if (_old == _val)                               \
374                                 break;                                  \
375                         _val = _old;                                    \
376                 }                                                       \
377         _old;                                                           \
378 })
379
380 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
381 /*
382  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
383  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
384  * spurious IPIs.
385  */
386 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
387 {
388         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
389         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
390 }
391
392 /*
393  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
394  *
395  * If this returns true, then the idle task promises to call
396  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
397  */
398 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
399 {
400         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
401         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
402
403         for (;;) {
404                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
405                         return false;
406                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
407                         return true;
408                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
409                 if (old == val)
410                         break;
411                 val = old;
412         }
413         return true;
414 }
415
416 #else
417 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
418 {
419         set_tsk_need_resched(p);
420         return true;
421 }
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
425 {
426         return false;
427 }
428 #endif
429 #endif
430
431 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
432 {
433         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
434
435         /*
436          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
437          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
438          * wakeup due to that.
439          *
440          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
441          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
442          */
443         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
444                 return;
445
446         get_task_struct(task);
447
448         /*
449          * The head is context local, there can be no concurrency.
450          */
451         *head->lastp = node;
452         head->lastp = &node->next;
453 }
454
455 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
456 {
457         struct wake_q_node *node = head->first;
458
459         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
460                 struct task_struct *task;
461
462                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
463                 BUG_ON(!task);
464                 /* task can safely be re-inserted now */
465                 node = node->next;
466                 task->wake_q.next = NULL;
467
468                 /*
469                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
470                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
471                  */
472                 wake_up_process(task);
473                 put_task_struct(task);
474         }
475 }
476
477 /*
478  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
479  *
480  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
481  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
482  * the target CPU.
483  */
484 void resched_curr(struct rq *rq)
485 {
486         struct task_struct *curr = rq->curr;
487         int cpu;
488
489         lockdep_assert_held(&rq->lock);
490
491         if (test_tsk_need_resched(curr))
492                 return;
493
494         cpu = cpu_of(rq);
495
496         if (cpu == smp_processor_id()) {
497                 set_tsk_need_resched(curr);
498                 set_preempt_need_resched();
499                 return;
500         }
501
502         if (set_nr_and_not_polling(curr))
503                 smp_send_reschedule(cpu);
504         else
505                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
506 }
507
508 void resched_cpu(int cpu)
509 {
510         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
511         unsigned long flags;
512
513         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
514                 return;
515         resched_curr(rq);
516         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
517 }
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
521 /*
522  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
523  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
524  *
525  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
526  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
527  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
528  */
529 int get_nohz_timer_target(void)
530 {
531         int i, cpu = smp_processor_id();
532         struct sched_domain *sd;
533
534         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
535                 return cpu;
536
537         rcu_read_lock();
538         for_each_domain(cpu, sd) {
539                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
540                         if (cpu == i)
541                                 continue;
542
543                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
544                                 cpu = i;
545                                 goto unlock;
546                         }
547                 }
548         }
549
550         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
551                 cpu = housekeeping_any_cpu();
552 unlock:
553         rcu_read_unlock();
554         return cpu;
555 }
556 /*
557  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
558  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
559  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
560  * idle system the next event might even be infinite time into the
561  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
562  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
563  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
564  * wheel for the next timer event.
565  */
566 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
567 {
568         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
569
570         if (cpu == smp_processor_id())
571                 return;
572
573         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
574                 smp_send_reschedule(cpu);
575         else
576                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
577 }
578
579 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
580 {
581         /*
582          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
583          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
584          * If needed we can still optimize that later with an
585          * empty IRQ.
586          */
587         if (cpu_is_offline(cpu))
588                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
589         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
590                 if (cpu != smp_processor_id() ||
591                     tick_nohz_tick_stopped())
592                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
593                 return true;
594         }
595
596         return false;
597 }
598
599 /*
600  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
601  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
602  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
603  */
604 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
605 {
606         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
607                 wake_up_idle_cpu(cpu);
608 }
609
610 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
611 {
612         int cpu = smp_processor_id();
613
614         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
615                 return false;
616
617         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
618                 return true;
619
620         /*
621          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
622          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
623          */
624         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
625         return false;
626 }
627
628 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
629
630 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
631 {
632         return false;
633 }
634
635 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
636
637 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
638 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
639 {
640         int fifo_nr_running;
641
642         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
643         if (rq->dl.dl_nr_running)
644                 return false;
645
646         /*
647          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
648          * actual RR behaviour.
649          */
650         if (rq->rt.rr_nr_running) {
651                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
652                         return true;
653                 else
654                         return false;
655         }
656
657         /*
658          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
659          * forced preemption between FIFO tasks.
660          */
661         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
662         if (fifo_nr_running)
663                 return true;
664
665         /*
666          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
667          * if there's more than one we need the tick for involuntary
668          * preemption.
669          */
670         if (rq->nr_running > 1)
671                 return false;
672
673         return true;
674 }
675 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
676
677 void sched_avg_update(struct rq *rq)
678 {
679         s64 period = sched_avg_period();
680
681         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
682                 /*
683                  * Inline assembly required to prevent the compiler
684                  * optimising this loop into a divmod call.
685                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
686                  */
687                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
688                 rq->age_stamp += period;
689                 rq->rt_avg /= 2;
690         }
691 }
692
693 #endif /* CONFIG_SMP */
694
695 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
696                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
697 /*
698  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
699  * node and @up when leaving it for the final time.
700  *
701  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
702  */
703 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
704                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
705 {
706         struct task_group *parent, *child;
707         int ret;
708
709         parent = from;
710
711 down:
712         ret = (*down)(parent, data);
713         if (ret)
714                 goto out;
715         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
716                 parent = child;
717                 goto down;
718
719 up:
720                 continue;
721         }
722         ret = (*up)(parent, data);
723         if (ret || parent == from)
724                 goto out;
725
726         child = parent;
727         parent = parent->parent;
728         if (parent)
729                 goto up;
730 out:
731         return ret;
732 }
733
734 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
735 {
736         return 0;
737 }
738 #endif
739
740 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
741 {
742         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
743         struct load_weight *load = &p->se.load;
744
745         /*
746          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
747          */
748         if (idle_policy(p->policy)) {
749                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
750                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
751                 return;
752         }
753
754         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
755         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
756 }
757
758 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
759 {
760         update_rq_clock(rq);
761         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
762                 sched_info_queued(rq, p);
763         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
764 }
765
766 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
767 {
768         update_rq_clock(rq);
769         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
770                 sched_info_dequeued(rq, p);
771         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
772 }
773
774 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
775 {
776         if (task_contributes_to_load(p))
777                 rq->nr_uninterruptible--;
778
779         enqueue_task(rq, p, flags);
780 }
781
782 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
783 {
784         if (task_contributes_to_load(p))
785                 rq->nr_uninterruptible++;
786
787         dequeue_task(rq, p, flags);
788 }
789
790 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
791 {
792 /*
793  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
794  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
795  */
796 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
797         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
798 #endif
799 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
800         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
801
802         /*
803          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
804          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
805          * {soft,}irq region.
806          *
807          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
808          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
809          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
810          * monotonic.
811          *
812          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
813          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
814          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
815          * atomic ops.
816          */
817         if (irq_delta > delta)
818                 irq_delta = delta;
819
820         rq->prev_irq_time += irq_delta;
821         delta -= irq_delta;
822 #endif
823 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
824         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
825                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
826                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
827
828                 if (unlikely(steal > delta))
829                         steal = delta;
830
831                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
832                 delta -= steal;
833         }
834 #endif
835
836         rq->clock_task += delta;
837
838 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
839         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
840                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
841 #endif
842 }
843
844 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
845 {
846         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
847         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
848
849         if (stop) {
850                 /*
851                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
852                  * userspace knows about and won't get confused about.
853                  *
854                  * Also, it will make PI more or less work without too
855                  * much confusion -- but then, stop work should not
856                  * rely on PI working anyway.
857                  */
858                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
859
860                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
861         }
862
863         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
864
865         if (old_stop) {
866                 /*
867                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
868                  * it can die in pieces.
869                  */
870                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
871         }
872 }
873
874 /*
875  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
876  */
877 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
878 {
879         return p->static_prio;
880 }
881
882 /*
883  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
884  * without taking RT-inheritance into account. Might be
885  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
886  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
887  * estimator recalculates.
888  */
889 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
890 {
891         int prio;
892
893         if (task_has_dl_policy(p))
894                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
895         else if (task_has_rt_policy(p))
896                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
897         else
898                 prio = __normal_prio(p);
899         return prio;
900 }
901
902 /*
903  * Calculate the current priority, i.e. the priority
904  * taken into account by the scheduler. This value might
905  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
906  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
907  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
908  */
909 static int effective_prio(struct task_struct *p)
910 {
911         p->normal_prio = normal_prio(p);
912         /*
913          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
914          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
915          * to the normal priority:
916          */
917         if (!rt_prio(p->prio))
918                 return p->normal_prio;
919         return p->prio;
920 }
921
922 /**
923  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
924  * @p: the task in question.
925  *
926  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
927  */
928 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
929 {
930         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
931 }
932
933 /*
934  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
935  * use the balance_callback list if you want balancing.
936  *
937  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
938  * balance_callback().
939  */
940 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
941                                        const struct sched_class *prev_class,
942                                        int oldprio)
943 {
944         if (prev_class != p->sched_class) {
945                 if (prev_class->switched_from)
946                         prev_class->switched_from(rq, p);
947
948                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
949         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
950                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
951 }
952
953 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
954 {
955         const struct sched_class *class;
956
957         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
958                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
959         } else {
960                 for_each_class(class) {
961                         if (class == rq->curr->sched_class)
962                                 break;
963                         if (class == p->sched_class) {
964                                 resched_curr(rq);
965                                 break;
966                         }
967                 }
968         }
969
970         /*
971          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
972          * this case, we can save a useless back to back clock update.
973          */
974         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
975                 rq_clock_skip_update(rq, true);
976 }
977
978 #ifdef CONFIG_SMP
979 /*
980  * This is how migration works:
981  *
982  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
983  *    stop_one_cpu().
984  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
985  *    off the CPU)
986  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
987  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
988  *    it and puts it into the right queue.
989  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
990  *    is done.
991  */
992
993 /*
994  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
995  *
996  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
997  */
998 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
999 {
1000         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1001
1002         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1003         dequeue_task(rq, p, 0);
1004         set_task_cpu(p, new_cpu);
1005         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1006
1007         rq = cpu_rq(new_cpu);
1008
1009         raw_spin_lock(&rq->lock);
1010         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1011         enqueue_task(rq, p, 0);
1012         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1013         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1014
1015         return rq;
1016 }
1017
1018 struct migration_arg {
1019         struct task_struct *task;
1020         int dest_cpu;
1021 };
1022
1023 /*
1024  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1025  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1026  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1027  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1028  *
1029  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1030  * as the task is no longer on this CPU.
1031  */
1032 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1033 {
1034         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1035                 return rq;
1036
1037         /* Affinity changed (again). */
1038         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1039                 return rq;
1040
1041         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1042
1043         return rq;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1048  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1049  * 'pushing' onto another runqueue.
1050  */
1051 static int migration_cpu_stop(void *data)
1052 {
1053         struct migration_arg *arg = data;
1054         struct task_struct *p = arg->task;
1055         struct rq *rq = this_rq();
1056
1057         /*
1058          * The original target cpu might have gone down and we might
1059          * be on another cpu but it doesn't matter.
1060          */
1061         local_irq_disable();
1062         /*
1063          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1064          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1065          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1066          */
1067         sched_ttwu_pending();
1068
1069         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1070         raw_spin_lock(&rq->lock);
1071         /*
1072          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1073          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1074          * we're holding p->pi_lock.
1075          */
1076         if (task_rq(p) == rq) {
1077                 if (task_on_rq_queued(p))
1078                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1079                 else
1080                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1081         }
1082         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1083         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1084
1085         local_irq_enable();
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1091  * actually call this function.
1092  */
1093 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1094 {
1095         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1096         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1097 }
1098
1099 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1100 {
1101         struct rq *rq = task_rq(p);
1102         bool queued, running;
1103
1104         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1105
1106         queued = task_on_rq_queued(p);
1107         running = task_current(rq, p);
1108
1109         if (queued) {
1110                 /*
1111                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1112                  * holding rq->lock.
1113                  */
1114                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1115                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1116         }
1117         if (running)
1118                 put_prev_task(rq, p);
1119
1120         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1121
1122         if (queued)
1123                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1124         if (running)
1125                 set_curr_task(rq, p);
1126 }
1127
1128 /*
1129  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1130  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1131  * is removed from the allowed bitmask.
1132  *
1133  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1134  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1135  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1136  */
1137 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1138                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1139 {
1140         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1141         unsigned int dest_cpu;
1142         struct rq_flags rf;
1143         struct rq *rq;
1144         int ret = 0;
1145
1146         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1147
1148         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1149                 /*
1150                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1151                  */
1152                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1157          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1158          */
1159         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1160                 ret = -EINVAL;
1161                 goto out;
1162         }
1163
1164         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1165                 goto out;
1166
1167         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1168                 ret = -EINVAL;
1169                 goto out;
1170         }
1171
1172         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1173
1174         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1175                 /*
1176                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1177                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1178                  */
1179                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1180                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1181                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1182         }
1183
1184         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1185         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1186                 goto out;
1187
1188         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1189         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1190                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1191                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1192                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1193                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1194                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1195                 return 0;
1196         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1197                 /*
1198                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1199                  * afterwards anyway.
1200                  */
1201                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1202                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1203                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1204         }
1205 out:
1206         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1207
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1212 {
1213         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1214 }
1215 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1216
1217 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1218 {
1219 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1220         /*
1221          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1222          * ttwu() will sort out the placement.
1223          */
1224         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1225                         !p->on_rq);
1226
1227         /*
1228          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1229          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1230          * time relying on p->on_rq.
1231          */
1232         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1233                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1234                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1235
1236 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1237         /*
1238          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1239          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1240          *
1241          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1242          * see task_group().
1243          *
1244          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1245          * task_rq_lock().
1246          */
1247         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1248                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1249 #endif
1250 #endif
1251
1252         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1253
1254         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1255                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1256                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1257                 p->se.nr_migrations++;
1258                 perf_event_task_migrate(p);
1259         }
1260
1261         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1262 }
1263
1264 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1265 {
1266         if (task_on_rq_queued(p)) {
1267                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1268
1269                 src_rq = task_rq(p);
1270                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1271
1272                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1273                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1274                 set_task_cpu(p, cpu);
1275                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1276                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1277                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1278         } else {
1279                 /*
1280                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1281                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1282                  * previous cpu our target instead of where it really is.
1283                  */
1284                 p->wake_cpu = cpu;
1285         }
1286 }
1287
1288 struct migration_swap_arg {
1289         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1290         int src_cpu, dst_cpu;
1291 };
1292
1293 static int migrate_swap_stop(void *data)
1294 {
1295         struct migration_swap_arg *arg = data;
1296         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1297         int ret = -EAGAIN;
1298
1299         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1300                 return -EAGAIN;
1301
1302         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1303         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1304
1305         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1306                         &arg->dst_task->pi_lock);
1307         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1308
1309         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1310                 goto unlock;
1311
1312         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1313                 goto unlock;
1314
1315         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1316                 goto unlock;
1317
1318         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1319                 goto unlock;
1320
1321         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1322         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1323
1324         ret = 0;
1325
1326 unlock:
1327         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1328         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1329         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1330
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 /*
1335  * Cross migrate two tasks
1336  */
1337 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1338 {
1339         struct migration_swap_arg arg;
1340         int ret = -EINVAL;
1341
1342         arg = (struct migration_swap_arg){
1343                 .src_task = cur,
1344                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1345                 .dst_task = p,
1346                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1347         };
1348
1349         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1350                 goto out;
1351
1352         /*
1353          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1354          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1355          */
1356         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1357                 goto out;
1358
1359         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1360                 goto out;
1361
1362         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1363                 goto out;
1364
1365         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1366         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1367
1368 out:
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 /*
1373  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1374  *
1375  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1376  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1377  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1378  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1379  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1380  * @p has remained unscheduled the whole time.
1381  *
1382  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1383  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1384  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1385  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1386  * waiting to become inactive.
1387  */
1388 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1389 {
1390         int running, queued;
1391         struct rq_flags rf;
1392         unsigned long ncsw;
1393         struct rq *rq;
1394
1395         for (;;) {
1396                 /*
1397                  * We do the initial early heuristics without holding
1398                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1399                  * the runqueue lock when things look like they will
1400                  * work out!
1401                  */
1402                 rq = task_rq(p);
1403
1404                 /*
1405                  * If the task is actively running on another CPU
1406                  * still, just relax and busy-wait without holding
1407                  * any locks.
1408                  *
1409                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1410                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1411                  * But we don't care, since "task_running()" will
1412                  * return false if the runqueue has changed and p
1413                  * is actually now running somewhere else!
1414                  */
1415                 while (task_running(rq, p)) {
1416                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1417                                 return 0;
1418                         cpu_relax();
1419                 }
1420
1421                 /*
1422                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1423                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1424                  * just go back and repeat.
1425                  */
1426                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1427                 trace_sched_wait_task(p);
1428                 running = task_running(rq, p);
1429                 queued = task_on_rq_queued(p);
1430                 ncsw = 0;
1431                 if (!match_state || p->state == match_state)
1432                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1433                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1434
1435                 /*
1436                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1437                  */
1438                 if (unlikely(!ncsw))
1439                         break;
1440
1441                 /*
1442                  * Was it really running after all now that we
1443                  * checked with the proper locks actually held?
1444                  *
1445                  * Oops. Go back and try again..
1446                  */
1447                 if (unlikely(running)) {
1448                         cpu_relax();
1449                         continue;
1450                 }
1451
1452                 /*
1453                  * It's not enough that it's not actively running,
1454                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1455                  * preempted!
1456                  *
1457                  * So if it was still runnable (but just not actively
1458                  * running right now), it's preempted, and we should
1459                  * yield - it could be a while.
1460                  */
1461                 if (unlikely(queued)) {
1462                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1463
1464                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1465                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1466                         continue;
1467                 }
1468
1469                 /*
1470                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1471                  * runnable, which means that it will never become
1472                  * running in the future either. We're all done!
1473                  */
1474                 break;
1475         }
1476
1477         return ncsw;
1478 }
1479
1480 /***
1481  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1482  * @p: the to-be-kicked thread
1483  *
1484  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1485  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1486  *
1487  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1488  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1489  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1490  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1491  * achieved as well.
1492  */
1493 void kick_process(struct task_struct *p)
1494 {
1495         int cpu;
1496
1497         preempt_disable();
1498         cpu = task_cpu(p);
1499         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1500                 smp_send_reschedule(cpu);
1501         preempt_enable();
1502 }
1503 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1504
1505 /*
1506  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1507  *
1508  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1509  *
1510  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1511  *
1512  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1513  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1514  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1515  *    see it.
1516  *
1517  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1518  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1519  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1520  *    off.
1521  *
1522  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1523  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1524  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1525  * to satisfy the above rules.
1526  */
1527 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1528 {
1529         int nid = cpu_to_node(cpu);
1530         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1531         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1532         int dest_cpu;
1533
1534         /*
1535          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1536          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1537          * select the cpu on the other node.
1538          */
1539         if (nid != -1) {
1540                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1541
1542                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1543                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1544                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1545                                 continue;
1546                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1547                                 return dest_cpu;
1548                 }
1549         }
1550
1551         for (;;) {
1552                 /* Any allowed, online CPU? */
1553                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1554                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1555                                 continue;
1556                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1557                                 continue;
1558                         goto out;
1559                 }
1560
1561                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1562                 switch (state) {
1563                 case cpuset:
1564                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1565                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1566                                 state = possible;
1567                                 break;
1568                         }
1569                         /* fall-through */
1570                 case possible:
1571                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1572                         state = fail;
1573                         break;
1574
1575                 case fail:
1576                         BUG();
1577                         break;
1578                 }
1579         }
1580
1581 out:
1582         if (state != cpuset) {
1583                 /*
1584                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1585                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1586                  * leave kernel.
1587                  */
1588                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1589                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1590                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1591                 }
1592         }
1593
1594         return dest_cpu;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1599  */
1600 static inline
1601 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1602 {
1603         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1604
1605         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1606                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1607         else
1608                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1609
1610         /*
1611          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1612          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1613          * cpu.
1614          *
1615          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1616          *
1617          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1618          *   not worry about this generic constraint ]
1619          */
1620         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1621                      !cpu_online(cpu)))
1622                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1623
1624         return cpu;
1625 }
1626
1627 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1628 {
1629         s64 diff = sample - *avg;
1630         *avg += diff >> 3;
1631 }
1632
1633 #else
1634
1635 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1636                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1637 {
1638         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1639 }
1640
1641 #endif /* CONFIG_SMP */
1642
1643 static void
1644 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1645 {
1646         struct rq *rq;
1647
1648         if (!schedstat_enabled())
1649                 return;
1650
1651         rq = this_rq();
1652
1653 #ifdef CONFIG_SMP
1654         if (cpu == rq->cpu) {
1655                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1656                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1657         } else {
1658                 struct sched_domain *sd;
1659
1660                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1661                 rcu_read_lock();
1662                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1663                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1664                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1665                                 break;
1666                         }
1667                 }
1668                 rcu_read_unlock();
1669         }
1670
1671         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1672                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1673 #endif /* CONFIG_SMP */
1674
1675         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1676         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1677
1678         if (wake_flags & WF_SYNC)
1679                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1680 }
1681
1682 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1683 {
1684         activate_task(rq, p, en_flags);
1685         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1686
1687         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1688         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1689                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1694  */
1695 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1696                            struct rq_flags *rf)
1697 {
1698         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1699         p->state = TASK_RUNNING;
1700         trace_sched_wakeup(p);
1701
1702 #ifdef CONFIG_SMP
1703         if (p->sched_class->task_woken) {
1704                 /*
1705                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1706                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1707                  */
1708                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1709                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1710                 rq_repin_lock(rq, rf);
1711         }
1712
1713         if (rq->idle_stamp) {
1714                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1715                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1716
1717                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1718
1719                 if (rq->avg_idle > max)
1720                         rq->avg_idle = max;
1721
1722                 rq->idle_stamp = 0;
1723         }
1724 #endif
1725 }
1726
1727 static void
1728 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1729                  struct rq_flags *rf)
1730 {
1731         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1732
1733         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1734
1735 #ifdef CONFIG_SMP
1736         if (p->sched_contributes_to_load)
1737                 rq->nr_uninterruptible--;
1738
1739         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1740                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1741 #endif
1742
1743         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1744         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1749  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1750  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1751  * the task is still ->on_rq.
1752  */
1753 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1754 {
1755         struct rq_flags rf;
1756         struct rq *rq;
1757         int ret = 0;
1758
1759         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1760         if (task_on_rq_queued(p)) {
1761                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1762                 update_rq_clock(rq);
1763                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1764                 ret = 1;
1765         }
1766         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1767
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 #ifdef CONFIG_SMP
1772 void sched_ttwu_pending(void)
1773 {
1774         struct rq *rq = this_rq();
1775         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1776         struct task_struct *p;
1777         unsigned long flags;
1778         struct rq_flags rf;
1779
1780         if (!llist)
1781                 return;
1782
1783         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1784         rq_pin_lock(rq, &rf);
1785
1786         while (llist) {
1787                 int wake_flags = 0;
1788
1789                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1790                 llist = llist_next(llist);
1791
1792                 if (p->sched_remote_wakeup)
1793                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1794
1795                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1796         }
1797
1798         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1799         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1800 }
1801
1802 void scheduler_ipi(void)
1803 {
1804         /*
1805          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1806          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1807          * this IPI.
1808          */
1809         preempt_fold_need_resched();
1810
1811         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1812                 return;
1813
1814         /*
1815          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1816          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1817          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1818          * we do call them.
1819          *
1820          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1821          * properly.
1822          *
1823          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1824          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1825          * somewhat pessimize the simple resched case.
1826          */
1827         irq_enter();
1828         sched_ttwu_pending();
1829
1830         /*
1831          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1832          */
1833         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1834                 this_rq()->idle_balance = 1;
1835                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1836         }
1837         irq_exit();
1838 }
1839
1840 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1841 {
1842         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1843
1844         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1845
1846         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1847                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1848                         smp_send_reschedule(cpu);
1849                 else
1850                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1851         }
1852 }
1853
1854 void wake_up_if_idle(int cpu)
1855 {
1856         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1857         unsigned long flags;
1858
1859         rcu_read_lock();
1860
1861         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1862                 goto out;
1863
1864         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1865                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1866         } else {
1867                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1868                 if (is_idle_task(rq->curr))
1869                         smp_send_reschedule(cpu);
1870                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1871                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1872         }
1873
1874 out:
1875         rcu_read_unlock();
1876 }
1877
1878 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1879 {
1880         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1881 }
1882 #endif /* CONFIG_SMP */
1883
1884 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1885 {
1886         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1887         struct rq_flags rf;
1888
1889 #if defined(CONFIG_SMP)
1890         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1891                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1892                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1893                 return;
1894         }
1895 #endif
1896
1897         raw_spin_lock(&rq->lock);
1898         rq_pin_lock(rq, &rf);
1899         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1900         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1901         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1906  *
1907  *  MIGRATION
1908  *
1909  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1910  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1911  * execution on its new cpu [c1].
1912  *
1913  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1914  *
1915  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1916  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1917  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1918  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1919  *
1920  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1921  * Note: we only require RCpc transitivity.
1922  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1923  *
1924  * Example:
1925  *
1926  *   CPU0            CPU1            CPU2
1927  *
1928  *   LOCK rq(0)->lock
1929  *   sched-out X
1930  *   sched-in Y
1931  *   UNLOCK rq(0)->lock
1932  *
1933  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1934  *                                   dequeue X
1935  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1936  *
1937  *                                   LOCK rq(1)->lock
1938  *                                   enqueue X
1939  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1940  *
1941  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1942  *                   sched-out Z
1943  *                   sched-in X
1944  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1945  *
1946  *
1947  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1948  *
1949  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1950  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1951  * chain to provide order. Instead we do:
1952  *
1953  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1954  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1955  *
1956  * Example:
1957  *
1958  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1959  *
1960  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1961  *   dequeue X
1962  *   sched-out X
1963  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1964  *
1965  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1966  *                    X->state = WAKING
1967  *                    set_task_cpu(X,2)
1968  *
1969  *                    LOCK rq(2)->lock
1970  *                    enqueue X
1971  *                    X->state = RUNNING
1972  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1973  *
1974  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1975  *                                          sched-out Z
1976  *                                          sched-in X
1977  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1978  *
1979  *                    UNLOCK X->pi_lock
1980  *   UNLOCK rq(0)->lock
1981  *
1982  *
1983  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1984  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1985  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1986  * its wakeup.
1987  *
1988  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1989  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1990  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1991  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1992  *
1993  */
1994
1995 /**
1996  * try_to_wake_up - wake up a thread
1997  * @p: the thread to be awakened
1998  * @state: the mask of task states that can be woken
1999  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2000  *
2001  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2002  *
2003  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2004  *
2005  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2006  * set_current_state().
2007  *
2008  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2009  *         %false otherwise.
2010  */
2011 static int
2012 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2013 {
2014         unsigned long flags;
2015         int cpu, success = 0;
2016
2017         /*
2018          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2019          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2020          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2021          * set_current_state() the waiting thread does.
2022          */
2023         smp_mb__before_spinlock();
2024         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2025         if (!(p->state & state))
2026                 goto out;
2027
2028         trace_sched_waking(p);
2029
2030         success = 1; /* we're going to change ->state */
2031         cpu = task_cpu(p);
2032
2033         /*
2034          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2035          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2036          * in smp_cond_load_acquire() below.
2037          *
2038          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2039          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2040          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2041          *                              \
2042          *                               +---   RMB
2043          * schedule()                   /
2044          *       LOCK rq->lock    -----'
2045          *       UNLOCK rq->lock
2046          *
2047          * [task p]
2048          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2049          *
2050          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2051          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2052          * current.
2053          */
2054         smp_rmb();
2055         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2056                 goto stat;
2057
2058 #ifdef CONFIG_SMP
2059         /*
2060          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2061          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2062          *
2063          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2064          * from the runqueue.
2065          *
2066          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2067          *      UNLOCK rq->lock
2068          *                      RMB
2069          *      LOCK   rq->lock
2070          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2071          *
2072          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2073          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2074          * task, the second putting it to sleep.
2075          */
2076         smp_rmb();
2077
2078         /*
2079          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2080          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2081          *
2082          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2083          *
2084          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2085          * their previous state and preserve Program Order.
2086          */
2087         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2088
2089         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2090         p->state = TASK_WAKING;
2091
2092         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2093         if (task_cpu(p) != cpu) {
2094                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2095                 set_task_cpu(p, cpu);
2096         }
2097 #endif /* CONFIG_SMP */
2098
2099         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2100 stat:
2101         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2102 out:
2103         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2104
2105         return success;
2106 }
2107
2108 /**
2109  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2110  * @p: the thread to be awakened
2111  * @cookie: context's cookie for pinning
2112  *
2113  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2114  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2115  * the current task.
2116  */
2117 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2118 {
2119         struct rq *rq = task_rq(p);
2120
2121         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2122             WARN_ON_ONCE(p == current))
2123                 return;
2124
2125         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2126
2127         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2128                 /*
2129                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2130                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2131                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2132                  * not yet picked a replacement task.
2133                  */
2134                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2135                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2136                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2137                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2138                 rq_repin_lock(rq, rf);
2139         }
2140
2141         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2142                 goto out;
2143
2144         trace_sched_waking(p);
2145
2146         if (!task_on_rq_queued(p))
2147                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2148
2149         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2150         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2151 out:
2152         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2153 }
2154
2155 /**
2156  * wake_up_process - Wake up a specific process
2157  * @p: The process to be woken up.
2158  *
2159  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2160  * processes.
2161  *
2162  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2163  *
2164  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2165  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2166  */
2167 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2168 {
2169         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2170 }
2171 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2172
2173 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2174 {
2175         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2176 }
2177
2178 /*
2179  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2180  */
2181 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2182 {
2183         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2184
2185         dl_se->dl_runtime = 0;
2186         dl_se->dl_deadline = 0;
2187         dl_se->dl_period = 0;
2188         dl_se->flags = 0;
2189         dl_se->dl_bw = 0;
2190
2191         dl_se->dl_throttled = 0;
2192         dl_se->dl_yielded = 0;
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2197  * p is forked by current.
2198  *
2199  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2200  */
2201 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2202 {
2203         p->on_rq                        = 0;
2204
2205         p->se.on_rq                     = 0;
2206         p->se.exec_start                = 0;
2207         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2208         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2209         p->se.nr_migrations             = 0;
2210         p->se.vruntime                  = 0;
2211         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2212
2213 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2214         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2215 #endif
2216
2217 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2218         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2219         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2220 #endif
2221
2222         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2223         init_dl_task_timer(&p->dl);
2224         __dl_clear_params(p);
2225
2226         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2227         p->rt.timeout           = 0;
2228         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2229         p->rt.on_rq             = 0;
2230         p->rt.on_list           = 0;
2231
2232 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2233         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2234 #endif
2235
2236 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2237         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2238                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2239                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2240         }
2241
2242         if (clone_flags & CLONE_VM)
2243                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2244         else
2245                 p->numa_preferred_nid = -1;
2246
2247         p->node_stamp = 0ULL;
2248         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2249         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2250         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2251         p->numa_faults = NULL;
2252         p->last_task_numa_placement = 0;
2253         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2254
2255         p->numa_group = NULL;
2256 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2257 }
2258
2259 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2260
2261 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2262
2263 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2264 {
2265         if (enabled)
2266                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2267         else
2268                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2269 }
2270
2271 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2272 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2273                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2274 {
2275         struct ctl_table t;
2276         int err;
2277         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2278
2279         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2280                 return -EPERM;
2281
2282         t = *table;
2283         t.data = &state;
2284         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2285         if (err < 0)
2286                 return err;
2287         if (write)
2288                 set_numabalancing_state(state);
2289         return err;
2290 }
2291 #endif
2292 #endif
2293
2294 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2295
2296 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2297 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2298
2299 static void set_schedstats(bool enabled)
2300 {
2301         if (enabled)
2302                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2303         else
2304                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2305 }
2306
2307 void force_schedstat_enabled(void)
2308 {
2309         if (!schedstat_enabled()) {
2310                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2311                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2312         }
2313 }
2314
2315 static int __init setup_schedstats(char *str)
2316 {
2317         int ret = 0;
2318         if (!str)
2319                 goto out;
2320
2321         /*
2322          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2323          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2324          * variable so init_schedstats() can do it later.
2325          */
2326         if (!strcmp(str, "enable")) {
2327                 __sched_schedstats = true;
2328                 ret = 1;
2329         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2330                 __sched_schedstats = false;
2331                 ret = 1;
2332         }
2333 out:
2334         if (!ret)
2335                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2336
2337         return ret;
2338 }
2339 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2340
2341 static void __init init_schedstats(void)
2342 {
2343         set_schedstats(__sched_schedstats);
2344 }
2345
2346 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2347 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2348                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2349 {
2350         struct ctl_table t;
2351         int err;
2352         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2353
2354         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2355                 return -EPERM;
2356
2357         t = *table;
2358         t.data = &state;
2359         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2360         if (err < 0)
2361                 return err;
2362         if (write)
2363                 set_schedstats(state);
2364         return err;
2365 }
2366 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2367 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2368 static inline void init_schedstats(void) {}
2369 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2370
2371 /*
2372  * fork()/clone()-time setup:
2373  */
2374 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2375 {
2376         unsigned long flags;
2377         int cpu = get_cpu();
2378
2379         __sched_fork(clone_flags, p);
2380         /*
2381          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2382          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2383          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2384          */
2385         p->state = TASK_NEW;
2386
2387         /*
2388          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2389          */
2390         p->prio = current->normal_prio;
2391
2392         /*
2393          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2394          */
2395         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2396                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2397                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2398                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2399                         p->rt_priority = 0;
2400                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2401                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2402
2403                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2404                 set_load_weight(p);
2405
2406                 /*
2407                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2408                  * fulfilled its duty:
2409                  */
2410                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2411         }
2412
2413         if (dl_prio(p->prio)) {
2414                 put_cpu();
2415                 return -EAGAIN;
2416         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2417                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2418         } else {
2419                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2420         }
2421
2422         init_entity_runnable_average(&p->se);
2423
2424         /*
2425          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2426          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2427          * is ran before sched_fork().
2428          *
2429          * Silence PROVE_RCU.
2430          */
2431         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2432         /*
2433          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2434          * so use __set_task_cpu().
2435          */
2436         __set_task_cpu(p, cpu);
2437         if (p->sched_class->task_fork)
2438                 p->sched_class->task_fork(p);
2439         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2440
2441 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2442         if (likely(sched_info_on()))
2443                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2444 #endif
2445 #if defined(CONFIG_SMP)
2446         p->on_cpu = 0;
2447 #endif
2448         init_task_preempt_count(p);
2449 #ifdef CONFIG_SMP
2450         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2451         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2452 #endif
2453
2454         put_cpu();
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2459 {
2460         if (runtime == RUNTIME_INF)
2461                 return 1ULL << 20;
2462
2463         /*
2464          * Doing this here saves a lot of checks in all
2465          * the calling paths, and returning zero seems
2466          * safe for them anyway.
2467          */
2468         if (period == 0)
2469                 return 0;
2470
2471         return div64_u64(runtime << 20, period);
2472 }
2473
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2476 {
2477         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2478                          "sched RCU must be held");
2479         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2480 }
2481
2482 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2483 {
2484         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2485         int cpus = 0;
2486
2487         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2488                          "sched RCU must be held");
2489         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2490                 cpus++;
2491
2492         return cpus;
2493 }
2494 #else
2495 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2496 {
2497         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2498 }
2499
2500 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2501 {
2502         return 1;
2503 }
2504 #endif
2505
2506 /*
2507  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2508  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2509  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2510  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2511  *
2512  * This function is called while holding p's rq->lock.
2513  *
2514  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2515  * __setparam_dl().
2516  */
2517 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2518                        const struct sched_attr *attr)
2519 {
2520
2521         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2522         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2523         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2524         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2525         int cpus, err = -1;
2526
2527         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2528         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2529                 return 0;
2530
2531         /*
2532          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2533          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2534          * allocated bandwidth of the container.
2535          */
2536         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2537         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2538         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2539             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2540                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2541                 err = 0;
2542         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2543                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2544                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2545                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2546                 err = 0;
2547         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2548                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2549                 err = 0;
2550         }
2551         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2552
2553         return err;
2554 }
2555
2556 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2557
2558 /*
2559  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2560  *
2561  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2562  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2563  * on the runqueue and wakes it.
2564  */
2565 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2566 {
2567         struct rq_flags rf;
2568         struct rq *rq;
2569
2570         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2571         p->state = TASK_RUNNING;
2572 #ifdef CONFIG_SMP
2573         /*
2574          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2575          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2576          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2577          *
2578          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2579          * as we're not fully set-up yet.
2580          */
2581         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2582 #endif
2583         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2584         update_rq_clock(rq);
2585         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2586
2587         activate_task(rq, p, 0);
2588         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2589         trace_sched_wakeup_new(p);
2590         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2591 #ifdef CONFIG_SMP
2592         if (p->sched_class->task_woken) {
2593                 /*
2594                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2595                  * drop it.
2596                  */
2597                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2598                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2599                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2600         }
2601 #endif
2602         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2603 }
2604
2605 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2606
2607 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2608
2609 void preempt_notifier_inc(void)
2610 {
2611         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2614
2615 void preempt_notifier_dec(void)
2616 {
2617         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2618 }
2619 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2620
2621 /**
2622  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2623  * @notifier: notifier struct to register
2624  */
2625 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2626 {
2627         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2628                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2629
2630         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2631 }
2632 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2633
2634 /**
2635  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2636  * @notifier: notifier struct to unregister
2637  *
2638  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2639  */
2640 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2641 {
2642         hlist_del(&notifier->link);
2643 }
2644 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2645
2646 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2647 {
2648         struct preempt_notifier *notifier;
2649
2650         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2651                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2652 }
2653
2654 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2655 {
2656         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2657                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2658 }
2659
2660 static void
2661 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2662                                    struct task_struct *next)
2663 {
2664         struct preempt_notifier *notifier;
2665
2666         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2667                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2668 }
2669
2670 static __always_inline void
2671 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2672                                  struct task_struct *next)
2673 {
2674         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2675                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2676 }
2677
2678 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2679
2680 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2681 {
2682 }
2683
2684 static inline void
2685 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2686                                  struct task_struct *next)
2687 {
2688 }
2689
2690 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2691
2692 /**
2693  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2694  * @rq: the runqueue preparing to switch
2695  * @prev: the current task that is being switched out
2696  * @next: the task we are going to switch to.
2697  *
2698  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2699  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2700  * switch.
2701  *
2702  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2703  * hooks.
2704  */
2705 static inline void
2706 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2707                     struct task_struct *next)
2708 {
2709         sched_info_switch(rq, prev, next);
2710         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2711         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2712         prepare_lock_switch(rq, next);
2713         prepare_arch_switch(next);
2714 }
2715
2716 /**
2717  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2718  * @prev: the thread we just switched away from.
2719  *
2720  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2721  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2722  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2723  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2724  *
2725  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2726  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2727  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2728  * details.)
2729  *
2730  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2731  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2732  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2733  * because prev may have moved to another CPU.
2734  */
2735 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2736         __releases(rq->lock)
2737 {
2738         struct rq *rq = this_rq();
2739         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2740         long prev_state;
2741
2742         /*
2743          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2744          * because it left us after:
2745          *
2746          *      schedule()
2747          *        preempt_disable();                    // 1
2748          *        __schedule()
2749          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2750          *
2751          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2752          */
2753         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2754                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2755                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2756                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2757
2758         rq->prev_mm = NULL;
2759
2760         /*
2761          * A task struct has one reference for the use as "current".
2762          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2763          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2764          * the scheduled task must drop that reference.
2765          *
2766          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2767          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2768          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2769          * transition, resulting in a double drop.
2770          */
2771         prev_state = prev->state;
2772         vtime_task_switch(prev);
2773         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2774         finish_lock_switch(rq, prev);
2775         finish_arch_post_lock_switch();
2776
2777         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2778         if (mm)
2779                 mmdrop(mm);
2780         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2781                 if (prev->sched_class->task_dead)
2782                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2783
2784                 /*
2785                  * Remove function-return probe instances associated with this
2786                  * task and put them back on the free list.
2787                  */
2788                 kprobe_flush_task(prev);
2789
2790                 /* Task is done with its stack. */
2791                 put_task_stack(prev);
2792
2793                 put_task_struct(prev);
2794         }
2795
2796         tick_nohz_task_switch();
2797         return rq;
2798 }
2799
2800 #ifdef CONFIG_SMP
2801
2802 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2803 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2804 {
2805         struct callback_head *head, *next;
2806         void (*func)(struct rq *rq);
2807         unsigned long flags;
2808
2809         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2810         head = rq->balance_callback;
2811         rq->balance_callback = NULL;
2812         while (head) {
2813                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2814                 next = head->next;
2815                 head->next = NULL;
2816                 head = next;
2817
2818                 func(rq);
2819         }
2820         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2821 }
2822
2823 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2824 {
2825         if (unlikely(rq->balance_callback))
2826                 __balance_callback(rq);
2827 }
2828
2829 #else
2830
2831 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2832 {
2833 }
2834
2835 #endif
2836
2837 /**
2838  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2839  * @prev: the thread we just switched away from.
2840  */
2841 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2842         __releases(rq->lock)
2843 {
2844         struct rq *rq;
2845
2846         /*
2847          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2848          * finish_task_switch() for details.
2849          *
2850          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2851          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2852          * PREEMPT_COUNT kernels).
2853          */
2854
2855         rq = finish_task_switch(prev);
2856         balance_callback(rq);
2857         preempt_enable();
2858
2859         if (current->set_child_tid)
2860                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2865  */
2866 static __always_inline struct rq *
2867 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2868                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2869 {
2870         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2871
2872         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2873
2874         mm = next->mm;
2875         oldmm = prev->active_mm;
2876         /*
2877          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2878          * combine the page table reload and the switch backend into
2879          * one hypercall.
2880          */
2881         arch_start_context_switch(prev);
2882
2883         if (!mm) {
2884                 next->active_mm = oldmm;
2885                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2886                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2887         } else
2888                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2889
2890         if (!prev->mm) {
2891                 prev->active_mm = NULL;
2892                 rq->prev_mm = oldmm;
2893         }
2894
2895         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2896
2897         /*
2898          * Since the runqueue lock will be released by the next
2899          * task (which is an invalid locking op but in the case
2900          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2901          * do an early lockdep release here:
2902          */
2903         rq_unpin_lock(rq, rf);
2904         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2905
2906         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2907         switch_to(prev, next, prev);
2908         barrier();
2909
2910         return finish_task_switch(prev);
2911 }
2912
2913 /*
2914  * nr_running and nr_context_switches:
2915  *
2916  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2917  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2918  */
2919 unsigned long nr_running(void)
2920 {
2921         unsigned long i, sum = 0;
2922
2923         for_each_online_cpu(i)
2924                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2925
2926         return sum;
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Check if only the current task is running on the cpu.
2931  *
2932  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2933  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2934  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2935  *
2936  * - from a non-preemptable section (of course)
2937  *
2938  * - from a thread that is bound to a single CPU
2939  *
2940  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2941  */
2942 bool single_task_running(void)
2943 {
2944         return raw_rq()->nr_running == 1;
2945 }
2946 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2947
2948 unsigned long long nr_context_switches(void)
2949 {
2950         int i;
2951         unsigned long long sum = 0;
2952
2953         for_each_possible_cpu(i)
2954                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2955
2956         return sum;
2957 }
2958
2959 unsigned long nr_iowait(void)
2960 {
2961         unsigned long i, sum = 0;
2962
2963         for_each_possible_cpu(i)
2964                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2965
2966         return sum;
2967 }
2968
2969 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2970 {
2971         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2972         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2973 }
2974
2975 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2976 {
2977         struct rq *rq = this_rq();
2978         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2979         *load = rq->load.weight;
2980 }
2981
2982 #ifdef CONFIG_SMP
2983
2984 /*
2985  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2986  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2987  */
2988 void sched_exec(void)
2989 {
2990         struct task_struct *p = current;
2991         unsigned long flags;
2992         int dest_cpu;
2993
2994         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2995         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2996         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2997                 goto unlock;
2998
2999         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3000                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3001
3002                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3003                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3004                 return;
3005         }
3006 unlock:
3007         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3008 }
3009
3010 #endif
3011
3012 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3013 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3014
3015 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3016 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3017
3018 /*
3019  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3020  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3021  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3022  * Prefetching this data results in improved performance.
3023  */
3024 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3025 {
3026 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3027         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3028 #else
3029         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3030 #endif
3031         prefetch(curr);
3032         prefetch(&curr->exec_start);
3033 }
3034
3035 /*
3036  * Return accounted runtime for the task.
3037  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3038  * pending runtime that have not been accounted yet.
3039  */
3040 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3041 {
3042         struct rq_flags rf;
3043         struct rq *rq;
3044         u64 ns;
3045
3046 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3047         /*
3048          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3049          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3050          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3051          *
3052          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3053          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3054          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3055          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3056          * been accounted, so we're correct here as well.
3057          */
3058         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3059                 return p->se.sum_exec_runtime;
3060 #endif
3061
3062         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3063         /*
3064          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3065          * project cycles that may never be accounted to this
3066          * thread, breaking clock_gettime().
3067          */
3068         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3069                 prefetch_curr_exec_start(p);
3070                 update_rq_clock(rq);
3071                 p->sched_class->update_curr(rq);
3072         }
3073         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3074         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3075
3076         return ns;
3077 }
3078
3079 /*
3080  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3081  * We call it with interrupts disabled.
3082  */
3083 void scheduler_tick(void)
3084 {
3085         int cpu = smp_processor_id();
3086         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3087         struct task_struct *curr = rq->curr;
3088
3089         sched_clock_tick();
3090
3091         raw_spin_lock(&rq->lock);
3092         update_rq_clock(rq);
3093         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3094         cpu_load_update_active(rq);
3095         calc_global_load_tick(rq);
3096         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3097
3098         perf_event_task_tick();
3099
3100 #ifdef CONFIG_SMP
3101         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3102         trigger_load_balance(rq);
3103 #endif
3104         rq_last_tick_reset(rq);
3105 }
3106
3107 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3108 /**
3109  * scheduler_tick_max_deferment
3110  *
3111  * Keep at least one tick per second when a single
3112  * active task is running because the scheduler doesn't
3113  * yet completely support full dynticks environment.
3114  *
3115  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3116  * balancing, etc... continue to move forward, even
3117  * with a very low granularity.
3118  *
3119  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3120  */
3121 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3122 {
3123         struct rq *rq = this_rq();
3124         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3125
3126         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3127
3128         if (time_before_eq(next, now))
3129                 return 0;
3130
3131         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3132 }
3133 #endif
3134
3135 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3136                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3137 /*
3138  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3139  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3140  */
3141 static inline void preempt_latency_start(int val)
3142 {
3143         if (preempt_count() == val) {
3144                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3145 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3146                 current->preempt_disable_ip = ip;
3147 #endif
3148                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3149         }
3150 }
3151
3152 void preempt_count_add(int val)
3153 {
3154 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3155         /*
3156          * Underflow?
3157          */
3158         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3159                 return;
3160 #endif
3161         __preempt_count_add(val);
3162 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3163         /*
3164          * Spinlock count overflowing soon?
3165          */
3166         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3167                                 PREEMPT_MASK - 10);
3168 #endif
3169         preempt_latency_start(val);
3170 }
3171 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3172 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3173
3174 /*
3175  * If the value passed in equals to the current preempt count
3176  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3177  */
3178 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3179 {
3180         if (preempt_count() == val)
3181                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3182 }
3183
3184 void preempt_count_sub(int val)
3185 {
3186 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3187         /*
3188          * Underflow?
3189          */
3190         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3191                 return;
3192         /*
3193          * Is the spinlock portion underflowing?
3194          */
3195         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3196                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3197                 return;
3198 #endif
3199
3200         preempt_latency_stop(val);
3201         __preempt_count_sub(val);
3202 }
3203 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3204 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3205
3206 #else
3207 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3208 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3209 #endif
3210
3211 /*
3212  * Print scheduling while atomic bug:
3213  */
3214 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3215 {
3216         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3217         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3218
3219         if (oops_in_progress)
3220                 return;
3221
3222         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3223                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3224
3225         debug_show_held_locks(prev);
3226         print_modules();
3227         if (irqs_disabled())
3228                 print_irqtrace_events(prev);
3229         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3230             && in_atomic_preempt_off()) {
3231                 pr_err("Preemption disabled at:");
3232                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3233                 pr_cont("\n");
3234         }
3235         if (panic_on_warn)
3236                 panic("scheduling while atomic\n");
3237
3238         dump_stack();
3239         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3244  */
3245 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3246 {
3247 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3248         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3249                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3250 #endif
3251
3252         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3253                 __schedule_bug(prev);
3254                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3255         }
3256         rcu_sleep_check();
3257
3258         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3259
3260         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Pick up the highest-prio task:
3265  */
3266 static inline struct task_struct *
3267 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3268 {
3269         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3270         struct task_struct *p;
3271
3272         /*
3273          * Optimization: we know that if all tasks are in
3274          * the fair class we can call that function directly:
3275          */
3276         if (likely(prev->sched_class == class &&
3277                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3278                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3279                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3280                         goto again;
3281
3282                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3283                 if (unlikely(!p))
3284                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3285
3286                 return p;
3287         }
3288
3289 again:
3290         for_each_class(class) {
3291                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3292                 if (p) {
3293                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3294                                 goto again;
3295                         return p;
3296                 }
3297         }
3298
3299         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3300 }
3301
3302 /*
3303  * __schedule() is the main scheduler function.
3304  *
3305  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3306  *
3307  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3308  *
3309  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3310  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3311  *
3312  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3313  *      interrupt handler scheduler_tick().
3314  *
3315  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3316  *      task to the run-queue and that's it.
3317  *
3318  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3319  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3320  *      called on the nearest possible occasion:
3321  *
3322  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3323  *
3324  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3325  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3326  *           spin_unlock()!)
3327  *
3328  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3329  *           preemptible context
3330  *
3331  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3332  *         then at the next:
3333  *
3334  *          - cond_resched() call
3335  *          - explicit schedule() call
3336  *          - return from syscall or exception to user-space
3337  *          - return from interrupt-handler to user-space
3338  *
3339  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3340  */
3341 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3342 {
3343         struct task_struct *prev, *next;
3344         unsigned long *switch_count;
3345         struct rq_flags rf;
3346         struct rq *rq;
3347         int cpu;
3348
3349         cpu = smp_processor_id();
3350         rq = cpu_rq(cpu);
3351         prev = rq->curr;
3352
3353         schedule_debug(prev);
3354
3355         if (sched_feat(HRTICK))
3356                 hrtick_clear(rq);
3357
3358         local_irq_disable();
3359         rcu_note_context_switch();
3360
3361         /*
3362          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3363          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3364          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3365          */
3366         smp_mb__before_spinlock();
3367         raw_spin_lock(&rq->lock);
3368         rq_pin_lock(rq, &rf);
3369
3370         rq->clock_update_flags <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3371
3372         switch_count = &prev->nivcsw;
3373         if (!preempt && prev->state) {
3374                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3375                         prev->state = TASK_RUNNING;
3376                 } else {
3377                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3378                         prev->on_rq = 0;
3379
3380                         /*
3381                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3382                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3383                          * concurrency.
3384                          */
3385                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3386                                 struct task_struct *to_wakeup;
3387
3388                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3389                                 if (to_wakeup)
3390                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3391                         }
3392                 }
3393                 switch_count = &prev->nvcsw;
3394         }
3395
3396         if (task_on_rq_queued(prev))
3397                 update_rq_clock(rq);
3398
3399         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3400         clear_tsk_need_resched(prev);
3401         clear_preempt_need_resched();
3402
3403         if (likely(prev != next)) {
3404                 rq->nr_switches++;
3405                 rq->curr = next;
3406                 ++*switch_count;
3407
3408                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3409                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf); /* unlocks the rq */
3410         } else {
3411                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3412                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3413                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3414         }
3415
3416         balance_callback(rq);
3417 }
3418
3419 void __noreturn do_task_dead(void)
3420 {
3421         /*
3422          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3423          * when the following two conditions become true.
3424          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3425          *     exit_mm()), and
3426          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3427          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3428          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3429          *
3430          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3431          * is held by try_to_wake_up()
3432          */
3433         smp_mb();
3434         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3435
3436         /* causes final put_task_struct in finish_task_switch(). */
3437         __set_current_state(TASK_DEAD);
3438         current->flags |= PF_NOFREEZE;  /* tell freezer to ignore us */
3439         __schedule(false);
3440         BUG();
3441         /* Avoid "noreturn function does return".  */
3442         for (;;)
3443                 cpu_relax();    /* For when BUG is null */
3444 }
3445
3446 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3447 {
3448         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3449                 return;
3450         /*
3451          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3452          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3453          */
3454         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3455                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3456 }
3457
3458 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3459 {
3460         struct task_struct *tsk = current;
3461
3462         sched_submit_work(tsk);
3463         do {
3464                 preempt_disable();
3465                 __schedule(false);
3466                 sched_preempt_enable_no_resched();
3467         } while (need_resched());
3468 }
3469 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3470
3471 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3472 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3473 {
3474         /*
3475          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3476          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3477          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3478          * we find a better solution.
3479          *
3480          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3481          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3482          * too frequently to make sense yet.
3483          */
3484         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3485         schedule();
3486         exception_exit(prev_state);
3487 }
3488 #endif
3489
3490 /**
3491  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3492  *
3493  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3494  */
3495 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3496 {
3497         sched_preempt_enable_no_resched();
3498         schedule();
3499         preempt_disable();
3500 }
3501
3502 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3503 {
3504         do {
3505                 /*
3506                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3507                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3508                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3509                  * by the function tracer will call this function again and
3510                  * cause infinite recursion.
3511                  *
3512                  * Preemption must be disabled here before the function
3513                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3514                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3515                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3516                  * which can also be traced by the function tracer.
3517                  */
3518                 preempt_disable_notrace();
3519                 preempt_latency_start(1);
3520                 __schedule(true);
3521                 preempt_latency_stop(1);
3522                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3523
3524                 /*
3525                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3526                  * between schedule and now.
3527                  */
3528         } while (need_resched());
3529 }
3530
3531 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3532 /*
3533  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3534  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3535  * occur there and call schedule directly.
3536  */
3537 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3538 {
3539         /*
3540          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3541          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3542          */
3543         if (likely(!preemptible()))
3544                 return;
3545
3546         preempt_schedule_common();
3547 }
3548 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3549 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3550
3551 /**
3552  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3553  *
3554  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3555  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3556  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3557  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3558  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3559  * to be called when the system is still in usermode.
3560  *
3561  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3562  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3563  * calling the scheduler.
3564  */
3565 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3566 {
3567         enum ctx_state prev_ctx;
3568
3569         if (likely(!preemptible()))
3570                 return;
3571
3572         do {
3573                 /*
3574                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3575                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3576                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3577                  * by the function tracer will call this function again and
3578                  * cause infinite recursion.
3579                  *
3580                  * Preemption must be disabled here before the function
3581                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3582                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3583                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3584                  * which can also be traced by the function tracer.
3585                  */
3586                 preempt_disable_notrace();
3587                 preempt_latency_start(1);
3588                 /*
3589                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3590                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3591                  * an infinite recursion.
3592                  */
3593                 prev_ctx = exception_enter();
3594                 __schedule(true);
3595                 exception_exit(prev_ctx);
3596
3597                 preempt_latency_stop(1);
3598                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3599         } while (need_resched());
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3602
3603 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3604
3605 /*
3606  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3607  * off of irq context.
3608  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3609  * protect us against recursive calling from irq.
3610  */
3611 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3612 {
3613         enum ctx_state prev_state;
3614
3615         /* Catch callers which need to be fixed */
3616         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3617
3618         prev_state = exception_enter();
3619
3620         do {
3621                 preempt_disable();
3622                 local_irq_enable();
3623                 __schedule(true);
3624                 local_irq_disable();
3625                 sched_preempt_enable_no_resched();
3626         } while (need_resched());
3627
3628         exception_exit(prev_state);
3629 }
3630
3631 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3632                           void *key)
3633 {
3634         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3635 }
3636 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3637
3638 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3639
3640 /*
3641  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3642  * @p: task
3643  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3644  *
3645  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3646  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3647  *
3648  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3649  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3650  */
3651 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3652 {
3653         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3654         const struct sched_class *prev_class;
3655         struct rq_flags rf;
3656         struct rq *rq;
3657
3658         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3659
3660         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3661         update_rq_clock(rq);
3662
3663         /*
3664          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3665          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3666          *
3667          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3668          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3669          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3670          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3671          * with interrupts disabled and will complete the lock
3672          * protected section without being interrupted. So there is no
3673          * real need to boost.
3674          */
3675         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3676                 WARN_ON(p != rq->curr);
3677                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3678                 goto out_unlock;
3679         }
3680
3681         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3682         oldprio = p->prio;
3683
3684         if (oldprio == prio)
3685                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3686
3687         prev_class = p->sched_class;
3688         queued = task_on_rq_queued(p);
3689         running = task_current(rq, p);
3690         if (queued)
3691                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3692         if (running)
3693                 put_prev_task(rq, p);
3694
3695         /*
3696          * Boosting condition are:
3697          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3698          *      --> -dl task blocks on mutex A
3699          *
3700          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3701          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3702          *          running task
3703          */
3704         if (dl_prio(prio)) {
3705                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3706                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3707                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3708                         p->dl.dl_boosted = 1;
3709                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3710                 } else
3711                         p->dl.dl_boosted = 0;
3712                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3713         } else if (rt_prio(prio)) {
3714                 if (dl_prio(oldprio))
3715                         p->dl.dl_boosted = 0;
3716                 if (oldprio < prio)
3717                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3718                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3719         } else {
3720                 if (dl_prio(oldprio))
3721                         p->dl.dl_boosted = 0;
3722                 if (rt_prio(oldprio))
3723                         p->rt.timeout = 0;
3724                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3725         }
3726
3727         p->prio = prio;
3728
3729         if (queued)
3730                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3731         if (running)
3732                 set_curr_task(rq, p);
3733
3734         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3735 out_unlock:
3736         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3737         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3738
3739         balance_callback(rq);
3740         preempt_enable();
3741 }
3742 #endif
3743
3744 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3745 {
3746         bool queued, running;
3747         int old_prio, delta;
3748         struct rq_flags rf;
3749         struct rq *rq;
3750
3751         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3752                 return;
3753         /*
3754          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3755          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3756          */
3757         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3758         update_rq_clock(rq);
3759
3760         /*
3761          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3762          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3763          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3764          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3765          */
3766         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3767                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3768                 goto out_unlock;
3769         }
3770         queued = task_on_rq_queued(p);
3771         running = task_current(rq, p);
3772         if (queued)
3773                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3774         if (running)
3775                 put_prev_task(rq, p);
3776
3777         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3778         set_load_weight(p);
3779         old_prio = p->prio;
3780         p->prio = effective_prio(p);
3781         delta = p->prio - old_prio;
3782
3783         if (queued) {
3784                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3785                 /*
3786                  * If the task increased its priority or is running and
3787                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3788                  */
3789                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3790                         resched_curr(rq);
3791         }
3792         if (running)
3793                 set_curr_task(rq, p);
3794 out_unlock:
3795         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3798
3799 /*
3800  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3801  * @p: task
3802  * @nice: nice value
3803  */
3804 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3805 {
3806         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3807         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3808
3809         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3810                 capable(CAP_SYS_NICE));
3811 }
3812
3813 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3814
3815 /*
3816  * sys_nice - change the priority of the current process.
3817  * @increment: priority increment
3818  *
3819  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3820  * does similar things.
3821  */
3822 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3823 {
3824         long nice, retval;
3825
3826         /*
3827          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3828          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3829          * and we have a single winner.
3830          */
3831         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3832         nice = task_nice(current) + increment;
3833
3834         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3835         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3836                 return -EPERM;
3837
3838         retval = security_task_setnice(current, nice);
3839         if (retval)
3840                 return retval;
3841
3842         set_user_nice(current, nice);
3843         return 0;
3844 }
3845
3846 #endif
3847
3848 /**
3849  * task_prio - return the priority value of a given task.
3850  * @p: the task in question.
3851  *
3852  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3853  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3854  * around 0, value goes from -16 to +15.
3855  */
3856 int task_prio(const struct task_struct *p)
3857 {
3858         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3859 }
3860
3861 /**
3862  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3863  * @cpu: the processor in question.
3864  *
3865  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3866  */
3867 int idle_cpu(int cpu)
3868 {
3869         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3870
3871         if (rq->curr != rq->idle)
3872                 return 0;
3873
3874         if (rq->nr_running)
3875                 return 0;
3876
3877 #ifdef CONFIG_SMP
3878         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3879                 return 0;
3880 #endif
3881
3882         return 1;
3883 }
3884
3885 /**
3886  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3887  * @cpu: the processor in question.
3888  *
3889  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3890  */
3891 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3892 {
3893         return cpu_rq(cpu)->idle;
3894 }
3895
3896 /**
3897  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3898  * @pid: the pid in question.
3899  *
3900  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3901  */
3902 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3903 {
3904         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3905 }
3906
3907 /*
3908  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3909  * SCHED_DEADLINE task.
3910  *
3911  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3912  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3913  * for the first time with its new policy.
3914  */
3915 static void
3916 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3917 {
3918         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3919
3920         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3921         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3922         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3923         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3924         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3925
3926         /*
3927          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3928          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3929          *
3930          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3931          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3932          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3933          * amount.
3934          *
3935          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3936          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3937          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3938          * before the current scheduling deadline.
3939          *
3940          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3941          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3942          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3943          * consume more than promised.
3944          */
3945 }
3946
3947 /*
3948  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3949  * it calls know not to change it.
3950  */
3951 #define SETPARAM_POLICY -1
3952
3953 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3954                 const struct sched_attr *attr)
3955 {
3956         int policy = attr->sched_policy;
3957
3958         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3959                 policy = p->policy;
3960
3961         p->policy = policy;
3962
3963         if (dl_policy(policy))
3964                 __setparam_dl(p, attr);
3965         else if (fair_policy(policy))
3966                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3967
3968         /*
3969          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3970          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3971          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3972          */
3973         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3974         p->normal_prio = normal_prio(p);
3975         set_load_weight(p);
3976 }
3977
3978 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3979 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3980                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3981 {
3982         __setscheduler_params(p, attr);
3983
3984         /*
3985          * Keep a potential priority boosting if called from
3986          * sched_setscheduler().
3987          */
3988         if (keep_boost)
3989                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3990         else
3991                 p->prio = normal_prio(p);
3992
3993         if (dl_prio(p->prio))
3994                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3995         else if (rt_prio(p->prio))
3996                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3997         else
3998                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3999 }
4000
4001 static void
4002 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4003 {
4004         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4005
4006         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4007         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4008         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4009         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4010         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4011 }
4012
4013 /*
4014  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4015  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4016  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4017  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4018  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4019  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4020  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4021  * sched_period, as the latter can be zero).
4022  */
4023 static bool
4024 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4025 {
4026         /* deadline != 0 */
4027         if (attr->sched_deadline == 0)
4028                 return false;
4029
4030         /*
4031          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4032          * that big.
4033          */
4034         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4035                 return false;
4036
4037         /*
4038          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4039          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4040          */
4041         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4042             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4043                 return false;
4044
4045         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4046         if ((attr->sched_period != 0 &&
4047              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4048             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4049                 return false;
4050
4051         return true;
4052 }
4053
4054 /*
4055  * check the target process has a UID that matches the current process's
4056  */
4057 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4058 {
4059         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4060         bool match;
4061
4062         rcu_read_lock();
4063         pcred = __task_cred(p);
4064         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4065                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4066         rcu_read_unlock();
4067         return match;
4068 }
4069
4070 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4071                 const struct sched_attr *attr)
4072 {
4073         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4074
4075         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4076                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4077                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4078                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4079                 return true;
4080
4081         return false;
4082 }
4083
4084 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4085                                 const struct sched_attr *attr,
4086                                 bool user, bool pi)
4087 {
4088         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4089                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4090         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4091         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4092         const struct sched_class *prev_class;
4093         struct rq_flags rf;
4094         int reset_on_fork;
4095         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4096         struct rq *rq;
4097
4098         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4099         BUG_ON(in_interrupt());
4100 recheck:
4101         /* double check policy once rq lock held */
4102         if (policy < 0) {
4103                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4104                 policy = oldpolicy = p->policy;
4105         } else {
4106                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4107
4108                 if (!valid_policy(policy))
4109                         return -EINVAL;
4110         }
4111
4112         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4113                 return -EINVAL;
4114
4115         /*
4116          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4117          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4118          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4119          */
4120         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4121             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4122                 return -EINVAL;
4123         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4124             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4125                 return -EINVAL;
4126
4127         /*
4128          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4129          */
4130         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4131                 if (fair_policy(policy)) {
4132                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4133                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4134                                 return -EPERM;
4135                 }
4136
4137                 if (rt_policy(policy)) {
4138                         unsigned long rlim_rtprio =
4139                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4140
4141                         /* can't set/change the rt policy */
4142                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4143                                 return -EPERM;
4144
4145                         /* can't increase priority */
4146                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4147                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4148                                 return -EPERM;
4149                 }
4150
4151                  /*
4152                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4153                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4154                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4155                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4156                   */
4157                 if (dl_policy(policy))
4158                         return -EPERM;
4159
4160                 /*
4161                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4162                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4163                  */
4164                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4165                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4166                                 return -EPERM;
4167                 }
4168
4169                 /* can't change other user's priorities */
4170                 if (!check_same_owner(p))
4171                         return -EPERM;
4172
4173                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4174                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4175                         return -EPERM;
4176         }
4177
4178         if (user) {
4179                 retval = security_task_setscheduler(p);
4180                 if (retval)
4181                         return retval;
4182         }
4183
4184         /*
4185          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4186          * changing the priority of the task:
4187          *
4188          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4189          * runqueue lock must be held.
4190          */
4191         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4192         update_rq_clock(rq);
4193
4194         /*
4195          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4196          */
4197         if (p == rq->stop) {
4198                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4199                 return -EINVAL;
4200         }
4201
4202         /*
4203          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4204          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4205          */
4206         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4207                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4208                         goto change;
4209                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4210                         goto change;
4211                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4212                         goto change;
4213
4214                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4215                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4216                 return 0;
4217         }
4218 change:
4219
4220         if (user) {
4221 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4222                 /*
4223                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4224                  * assigned.
4225                  */
4226                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4227                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4228                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4229                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4230                         return -EPERM;
4231                 }
4232 #endif
4233 #ifdef CONFIG_SMP
4234                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4235                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4236
4237                         /*
4238                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4239                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4240                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4241                          */
4242                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4243                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4244                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4245                                 return -EPERM;
4246                         }
4247                 }
4248 #endif
4249         }
4250
4251         /* recheck policy now with rq lock held */
4252         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4253                 policy = oldpolicy = -1;
4254                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4255                 goto recheck;
4256         }
4257
4258         /*
4259          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4260          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4261          * is available.
4262          */
4263         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4264                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4265                 return -EBUSY;
4266         }
4267
4268         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4269         oldprio = p->prio;
4270
4271         if (pi) {
4272                 /*
4273                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4274                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4275                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4276                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4277                  * itself.
4278                  */
4279                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4280                 if (new_effective_prio == oldprio)
4281                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4282         }
4283
4284         queued = task_on_rq_queued(p);
4285         running = task_current(rq, p);
4286         if (queued)
4287                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4288         if (running)
4289                 put_prev_task(rq, p);
4290
4291         prev_class = p->sched_class;
4292         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4293
4294         if (queued) {
4295                 /*
4296                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4297                  * increased (user space view).
4298                  */
4299                 if (oldprio < p->prio)
4300                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4301
4302                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4303         }
4304         if (running)
4305                 set_curr_task(rq, p);
4306
4307         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4308         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4309         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4310
4311         if (pi)
4312                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4313
4314         /*
4315          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4316          */
4317         balance_callback(rq);
4318         preempt_enable();
4319
4320         return 0;
4321 }
4322
4323 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4324                                const struct sched_param *param, bool check)
4325 {
4326         struct sched_attr attr = {
4327                 .sched_policy   = policy,
4328                 .sched_priority = param->sched_priority,
4329                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4330         };
4331
4332         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4333         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4334                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4335                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4336                 attr.sched_policy = policy;
4337         }
4338
4339         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4340 }
4341 /**
4342  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4343  * @p: the task in question.
4344  * @policy: new policy.
4345  * @param: structure containing the new RT priority.
4346  *
4347  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4348  *
4349  * NOTE that the task may be already dead.
4350  */
4351 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4352                        const struct sched_param *param)
4353 {
4354         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4355 }
4356 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4357
4358 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4359 {
4360         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4361 }
4362 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4363
4364 /**
4365  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4366  * @p: the task in question.
4367  * @policy: new policy.
4368  * @param: structure containing the new RT priority.
4369  *
4370  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4371  * current context has permission.  For example, this is needed in
4372  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4373  * but our caller might not have that capability.
4374  *
4375  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4376  */
4377 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4378                                const struct sched_param *param)
4379 {
4380         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4381 }
4382 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4383
4384 static int
4385 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4386 {
4387         struct sched_param lparam;
4388         struct task_struct *p;
4389         int retval;
4390
4391         if (!param || pid < 0)
4392                 return -EINVAL;
4393         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4394                 return -EFAULT;
4395
4396         rcu_read_lock();
4397         retval = -ESRCH;
4398         p = find_process_by_pid(pid);
4399         if (p != NULL)
4400                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4401         rcu_read_unlock();
4402
4403         return retval;
4404 }
4405
4406 /*
4407  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4408  */
4409 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4410                            struct sched_attr *attr)
4411 {
4412         u32 size;
4413         int ret;
4414
4415         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4416                 return -EFAULT;
4417
4418         /*
4419          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4420          */
4421         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4422
4423         ret = get_user(size, &uattr->size);
4424         if (ret)
4425                 return ret;
4426
4427         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4428                 goto err_size;
4429
4430         if (!size)              /* abi compat */
4431                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4432
4433         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4434                 goto err_size;
4435
4436         /*
4437          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4438          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4439          * user-space does not rely on any kernel feature
4440          * extensions we dont know about yet.
4441          */
4442         if (size > sizeof(*attr)) {
4443                 unsigned char __user *addr;
4444                 unsigned char __user *end;
4445                 unsigned char val;
4446
4447                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4448                 end  = (void __user *)uattr + size;
4449
4450                 for (; addr < end; addr++) {
4451                         ret = get_user(val, addr);
4452                         if (ret)
4453                                 return ret;
4454                         if (val)
4455                                 goto err_size;
4456                 }
4457                 size = sizeof(*attr);
4458         }
4459
4460         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4461         if (ret)
4462                 return -EFAULT;
4463
4464         /*
4465          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4466          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4467          */
4468         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4469
4470         return 0;
4471
4472 err_size:
4473         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4474         return -E2BIG;
4475 }
4476
4477 /**
4478  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4479  * @pid: the pid in question.
4480  * @policy: new policy.
4481  * @param: structure containing the new RT priority.
4482  *
4483  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4484  */
4485 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4486                 struct sched_param __user *, param)
4487 {
4488         /* negative values for policy are not valid */
4489         if (policy < 0)
4490                 return -EINVAL;
4491
4492         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4493 }
4494
4495 /**
4496  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4497  * @pid: the pid in question.
4498  * @param: structure containing the new RT priority.
4499  *
4500  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4501  */
4502 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4503 {
4504         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4505 }
4506
4507 /**
4508  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4509  * @pid: the pid in question.
4510  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4511  * @flags: for future extension.
4512  */
4513 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4514                                unsigned int, flags)
4515 {
4516         struct sched_attr attr;
4517         struct task_struct *p;
4518         int retval;
4519
4520         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4521                 return -EINVAL;
4522
4523         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4524         if (retval)
4525                 return retval;
4526
4527         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4528                 return -EINVAL;
4529
4530         rcu_read_lock();
4531         retval = -ESRCH;
4532         p = find_process_by_pid(pid);
4533         if (p != NULL)
4534                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4535         rcu_read_unlock();
4536
4537         return retval;
4538 }
4539
4540 /**
4541  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4542  * @pid: the pid in question.
4543  *
4544  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4545  * code.
4546  */
4547 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4548 {
4549         struct task_struct *p;
4550         int retval;
4551
4552         if (pid < 0)
4553                 return -EINVAL;
4554
4555         retval = -ESRCH;
4556         rcu_read_lock();
4557         p = find_process_by_pid(pid);
4558         if (p) {
4559                 retval = security_task_getscheduler(p);
4560                 if (!retval)
4561                         retval = p->policy
4562                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4563         }
4564         rcu_read_unlock();
4565         return retval;
4566 }
4567
4568 /**
4569  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4570  * @pid: the pid in question.
4571  * @param: structure containing the RT priority.
4572  *
4573  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4574  * code.
4575  */
4576 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4577 {
4578         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4579         struct task_struct *p;
4580         int retval;
4581
4582         if (!param || pid < 0)
4583                 return -EINVAL;
4584
4585         rcu_read_lock();
4586         p = find_process_by_pid(pid);
4587         retval = -ESRCH;
4588         if (!p)
4589                 goto out_unlock;
4590
4591         retval = security_task_getscheduler(p);
4592         if (retval)
4593                 goto out_unlock;
4594
4595         if (task_has_rt_policy(p))
4596                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4597         rcu_read_unlock();
4598
4599         /*
4600          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4601          */
4602         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4603
4604         return retval;
4605
4606 out_unlock:
4607         rcu_read_unlock();
4608         return retval;
4609 }
4610
4611 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4612                            struct sched_attr *attr,
4613                            unsigned int usize)
4614 {
4615         int ret;
4616
4617         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4618                 return -EFAULT;
4619
4620         /*
4621          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4622          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4623          * user-space does not get uncomplete information.
4624          */
4625         if (usize < sizeof(*attr)) {
4626                 unsigned char *addr;
4627                 unsigned char *end;
4628
4629                 addr = (void *)attr + usize;
4630                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4631
4632                 for (; addr < end; addr++) {
4633                         if (*addr)
4634                                 return -EFBIG;
4635                 }
4636
4637                 attr->size = usize;
4638         }
4639
4640         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4641         if (ret)
4642                 return -EFAULT;
4643
4644         return 0;
4645 }
4646
4647 /**
4648  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4649  * @pid: the pid in question.
4650  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4651  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4652  * @flags: for future extension.
4653  */
4654 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4655                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4656 {
4657         struct sched_attr attr = {
4658                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4659         };
4660         struct task_struct *p;
4661         int retval;
4662
4663         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4664             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4665                 return -EINVAL;
4666
4667         rcu_read_lock();
4668         p = find_process_by_pid(pid);
4669         retval = -ESRCH;
4670         if (!p)
4671                 goto out_unlock;
4672
4673         retval = security_task_getscheduler(p);
4674         if (retval)
4675                 goto out_unlock;
4676
4677         attr.sched_policy = p->policy;
4678         if (p->sched_reset_on_fork)
4679                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4680         if (task_has_dl_policy(p))
4681                 __getparam_dl(p, &attr);
4682         else if (task_has_rt_policy(p))
4683                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4684         else
4685                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4686
4687         rcu_read_unlock();
4688
4689         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4690         return retval;
4691
4692 out_unlock:
4693         rcu_read_unlock();
4694         return retval;
4695 }
4696
4697 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4698 {
4699         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4700         struct task_struct *p;
4701         int retval;
4702
4703         rcu_read_lock();
4704
4705         p = find_process_by_pid(pid);
4706         if (!p) {
4707                 rcu_read_unlock();
4708                 return -ESRCH;
4709         }
4710
4711         /* Prevent p going away */
4712         get_task_struct(p);
4713         rcu_read_unlock();
4714
4715         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4716                 retval = -EINVAL;
4717                 goto out_put_task;
4718         }
4719         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4720                 retval = -ENOMEM;
4721                 goto out_put_task;
4722         }
4723         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4724                 retval = -ENOMEM;
4725                 goto out_free_cpus_allowed;
4726         }
4727         retval = -EPERM;
4728         if (!check_same_owner(p)) {
4729                 rcu_read_lock();
4730                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4731                         rcu_read_unlock();
4732                         goto out_free_new_mask;
4733                 }
4734                 rcu_read_unlock();
4735         }
4736
4737         retval = security_task_setscheduler(p);
4738         if (retval)
4739                 goto out_free_new_mask;
4740
4741
4742         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4743         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4744
4745         /*
4746          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4747          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4748          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4749          * root_domain.
4750          */
4751 #ifdef CONFIG_SMP
4752         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4753                 rcu_read_lock();
4754                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4755                         retval = -EBUSY;
4756                         rcu_read_unlock();
4757                         goto out_free_new_mask;
4758                 }
4759                 rcu_read_unlock();
4760         }
4761 #endif
4762 again:
4763         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4764
4765         if (!retval) {
4766                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4767                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4768                         /*
4769                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4770                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4771                          * cpuset's cpus_allowed
4772                          */
4773                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4774                         goto again;
4775                 }
4776         }
4777 out_free_new_mask:
4778         free_cpumask_var(new_mask);
4779 out_free_cpus_allowed:
4780         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4781 out_put_task:
4782         put_task_struct(p);
4783         return retval;
4784 }
4785
4786 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4787                              struct cpumask *new_mask)
4788 {
4789         if (len < cpumask_size())
4790                 cpumask_clear(new_mask);
4791         else if (len > cpumask_size())
4792                 len = cpumask_size();
4793
4794         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4795 }
4796
4797 /**
4798  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4799  * @pid: pid of the process
4800  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4801  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4802  *
4803  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4804  */
4805 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4806                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4807 {
4808         cpumask_var_t new_mask;
4809         int retval;
4810
4811         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4812                 return -ENOMEM;
4813
4814         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4815         if (retval == 0)
4816                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4817         free_cpumask_var(new_mask);
4818         return retval;
4819 }
4820
4821 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4822 {
4823         struct task_struct *p;
4824         unsigned long flags;
4825         int retval;
4826
4827         rcu_read_lock();
4828
4829         retval = -ESRCH;
4830         p = find_process_by_pid(pid);
4831         if (!p)
4832                 goto out_unlock;
4833
4834         retval = security_task_getscheduler(p);
4835         if (retval)
4836                 goto out_unlock;
4837
4838         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4839         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4840         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4841
4842 out_unlock:
4843         rcu_read_unlock();
4844
4845         return retval;
4846 }
4847
4848 /**
4849  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4850  * @pid: pid of the process
4851  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4852  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4853  *
4854  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4855  * error code otherwise.
4856  */
4857 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4858                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4859 {
4860         int ret;
4861         cpumask_var_t mask;
4862
4863         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4864                 return -EINVAL;
4865         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4866                 return -EINVAL;
4867
4868         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4869                 return -ENOMEM;
4870
4871         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4872         if (ret == 0) {
4873                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4874
4875                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4876                         ret = -EFAULT;
4877                 else
4878                         ret = retlen;
4879         }
4880         free_cpumask_var(mask);
4881
4882         return ret;
4883 }
4884
4885 /**
4886  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4887  *
4888  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4889  * other threads running on this CPU then this function will return.
4890  *
4891  * Return: 0.
4892  */
4893 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4894 {
4895         struct rq *rq = this_rq_lock();
4896
4897         schedstat_inc(rq->yld_count);
4898         current->sched_class->yield_task(rq);
4899
4900         /*
4901          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4902          * no need to preempt or enable interrupts:
4903          */
4904         __release(rq->lock);
4905         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4906         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4907         sched_preempt_enable_no_resched();
4908
4909         schedule();
4910
4911         return 0;
4912 }
4913
4914 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4915 int __sched _cond_resched(void)
4916 {
4917         if (should_resched(0)) {
4918                 preempt_schedule_common();
4919                 return 1;
4920         }
4921         return 0;
4922 }
4923 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4924 #endif
4925
4926 /*
4927  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4928  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4929  *
4930  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4931  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4932  * spin_unlock(), once by hand).
4933  */
4934 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4935 {
4936         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4937         int ret = 0;
4938
4939         lockdep_assert_held(lock);
4940
4941         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4942                 spin_unlock(lock);
4943                 if (resched)
4944                         preempt_schedule_common();
4945                 else
4946                         cpu_relax();
4947                 ret = 1;
4948                 spin_lock(lock);
4949         }
4950         return ret;
4951 }
4952 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4953
4954 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4955 {
4956         BUG_ON(!in_softirq());
4957
4958         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4959                 local_bh_enable();
4960                 preempt_schedule_common();
4961                 local_bh_disable();
4962                 return 1;
4963         }
4964         return 0;
4965 }
4966 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4967
4968 /**
4969  * yield - yield the current processor to other threads.
4970  *
4971  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4972  *
4973  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4974  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4975  * it, its already broken.
4976  *
4977  * Typical broken usage is:
4978  *
4979  * while (!event)
4980  *      yield();
4981  *
4982  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4983  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4984  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4985  *
4986  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4987  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4988  * If you still want to use yield(), do not!
4989  */
4990 void __sched yield(void)
4991 {
4992         set_current_state(TASK_RUNNING);
4993         sys_sched_yield();
4994 }
4995 EXPORT_SYMBOL(yield);
4996
4997 /**
4998  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4999  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5000  * processor it's on.
5001  * @p: target task
5002  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5003  *
5004  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5005  * can't go away on us before we can do any checks.
5006  *
5007  * Return:
5008  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5009  *      false (0) if we failed to boost the target.
5010  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5011  */
5012 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5013 {
5014         struct task_struct *curr = current;
5015         struct rq *rq, *p_rq;
5016         unsigned long flags;
5017         int yielded = 0;
5018
5019         local_irq_save(flags);
5020         rq = this_rq();
5021
5022 again:
5023         p_rq = task_rq(p);
5024         /*
5025          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5026          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5027          */
5028         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5029                 yielded = -ESRCH;
5030                 goto out_irq;
5031         }
5032
5033         double_rq_lock(rq, p_rq);
5034         if (task_rq(p) != p_rq) {
5035                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5036                 goto again;
5037         }
5038
5039         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5040                 goto out_unlock;
5041
5042         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5043                 goto out_unlock;
5044
5045         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5046                 goto out_unlock;
5047
5048         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5049         if (yielded) {
5050                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5051                 /*
5052                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5053                  * fairness.
5054                  */
5055                 if (preempt && rq != p_rq)
5056                         resched_curr(p_rq);
5057         }
5058
5059 out_unlock:
5060         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5061 out_irq:
5062         local_irq_restore(flags);
5063
5064         if (yielded > 0)
5065                 schedule();
5066
5067         return yielded;
5068 }
5069 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5070
5071 /*
5072  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5073  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5074  */
5075 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5076 {
5077         int old_iowait = current->in_iowait;
5078         struct rq *rq;
5079         long ret;
5080
5081         current->in_iowait = 1;
5082         blk_schedule_flush_plug(current);
5083
5084         delayacct_blkio_start();
5085         rq = raw_rq();
5086         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5087         ret = schedule_timeout(timeout);
5088         current->in_iowait = old_iowait;
5089         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5090         delayacct_blkio_end();
5091
5092         return ret;
5093 }
5094 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5095
5096 /**
5097  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5098  * @policy: scheduling class.
5099  *
5100  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5101  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5102  * On failure, a negative error code is returned.
5103  */
5104 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5105 {
5106         int ret = -EINVAL;
5107
5108         switch (policy) {
5109         case SCHED_FIFO:
5110         case SCHED_RR:
5111                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5112                 break;
5113         case SCHED_DEADLINE:
5114         case SCHED_NORMAL:
5115         case SCHED_BATCH:
5116         case SCHED_IDLE:
5117                 ret = 0;
5118                 break;
5119         }
5120         return ret;
5121 }
5122
5123 /**
5124  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5125  * @policy: scheduling class.
5126  *
5127  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5128  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5129  * On failure, a negative error code is returned.
5130  */
5131 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5132 {
5133         int ret = -EINVAL;
5134
5135         switch (policy) {
5136         case SCHED_FIFO:
5137         case SCHED_RR:
5138                 ret = 1;
5139                 break;
5140         case SCHED_DEADLINE:
5141         case SCHED_NORMAL:
5142         case SCHED_BATCH:
5143         case SCHED_IDLE:
5144                 ret = 0;
5145         }
5146         return ret;
5147 }
5148
5149 /**
5150  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5151  * @pid: pid of the process.
5152  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5153  *
5154  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5155  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5156  *
5157  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5158  * an error code.
5159  */
5160 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5161                 struct timespec __user *, interval)
5162 {
5163         struct task_struct *p;
5164         unsigned int time_slice;
5165         struct rq_flags rf;
5166         struct timespec t;
5167         struct rq *rq;
5168         int retval;
5169
5170         if (pid < 0)
5171                 return -EINVAL;
5172
5173         retval = -ESRCH;
5174         rcu_read_lock();
5175         p = find_process_by_pid(pid);
5176         if (!p)
5177                 goto out_unlock;
5178
5179         retval = security_task_getscheduler(p);
5180         if (retval)
5181                 goto out_unlock;
5182
5183         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5184         time_slice = 0;
5185         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5186                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5187         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5188
5189         rcu_read_unlock();
5190         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5191         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5192         return retval;
5193
5194 out_unlock:
5195         rcu_read_unlock();
5196         return retval;
5197 }
5198
5199 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5200
5201 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5202 {
5203         unsigned long free = 0;
5204         int ppid;
5205         unsigned long state = p->state;
5206
5207         if (!try_get_task_stack(p))
5208                 return;
5209         if (state)
5210                 state = __ffs(state) + 1;
5211         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5212                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5213         if (state == TASK_RUNNING)
5214                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5215 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5216         free = stack_not_used(p);
5217 #endif
5218         ppid = 0;
5219         rcu_read_lock();
5220         if (pid_alive(p))
5221                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5222         rcu_read_unlock();
5223         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5224                 task_pid_nr(p), ppid,
5225                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5226
5227         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5228         show_stack(p, NULL);
5229         put_task_stack(p);
5230 }
5231
5232 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5233 {
5234         struct task_struct *g, *p;
5235
5236 #if BITS_PER_LONG == 32
5237         printk(KERN_INFO
5238                 "  task                PC stack   pid father\n");
5239 #else
5240         printk(KERN_INFO
5241                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5242 #endif
5243         rcu_read_lock();
5244         for_each_process_thread(g, p) {
5245                 /*
5246                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5247                  * console might take a lot of time:
5248                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5249                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5250                  * an IPI.
5251                  */
5252                 touch_nmi_watchdog();
5253                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5254                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5255                         sched_show_task(p);
5256         }
5257
5258 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5259         if (!state_filter)
5260                 sysrq_sched_debug_show();
5261 #endif
5262         rcu_read_unlock();
5263         /*
5264          * Only show locks if all tasks are dumped:
5265          */
5266         if (!state_filter)
5267                 debug_show_all_locks();
5268 }
5269
5270 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5271 {
5272         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5273 }
5274
5275 /**
5276  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5277  * @idle: task in question
5278  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5279  *
5280  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5281  * flag, to make booting more robust.
5282  */
5283 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5284 {
5285         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5286         unsigned long flags;
5287
5288         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5289         raw_spin_lock(&rq->lock);
5290
5291         __sched_fork(0, idle);
5292         idle->state = TASK_RUNNING;
5293         idle->se.exec_start = sched_clock();
5294         idle->flags |= PF_IDLE;
5295
5296         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5297
5298 #ifdef CONFIG_SMP
5299         /*
5300          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5301          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5302          *
5303          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5304          */
5305         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5306 #endif
5307         /*
5308          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5309          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5310          * lockdep check in task_group() will fail.
5311          *
5312          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5313          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5314          *
5315          * Silence PROVE_RCU
5316          */
5317         rcu_read_lock();
5318         __set_task_cpu(idle, cpu);
5319         rcu_read_unlock();
5320
5321         rq->curr = rq->idle = idle;
5322         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5323 #ifdef CONFIG_SMP
5324         idle->on_cpu = 1;
5325 #endif
5326         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5327         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5328
5329         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5330         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5331
5332         /*
5333          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5334          */
5335         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5336         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5337         vtime_init_idle(idle, cpu);
5338 #ifdef CONFIG_SMP
5339         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5340 #endif
5341 }
5342
5343 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5344                               const struct cpumask *trial)
5345 {
5346         int ret = 1, trial_cpus;
5347         struct dl_bw *cur_dl_b;
5348         unsigned long flags;
5349
5350         if (!cpumask_weight(cur))
5351                 return ret;
5352
5353         rcu_read_lock_sched();
5354         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5355         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5356
5357         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5358         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5359             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5360                 ret = 0;
5361         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5362         rcu_read_unlock_sched();
5363
5364         return ret;
5365 }
5366
5367 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5368                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5369 {
5370         int ret = 0;
5371
5372         /*
5373          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5374          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5375          * affinity and isolating such threads by their set of
5376          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5377          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5378          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5379          * before cpus_allowed may be changed.
5380          */
5381         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5382                 ret = -EINVAL;
5383                 goto out;
5384         }
5385
5386 #ifdef CONFIG_SMP
5387         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5388                                               cs_cpus_allowed)) {
5389                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5390                                                         cs_cpus_allowed);
5391                 struct dl_bw *dl_b;
5392                 bool overflow;
5393                 int cpus;
5394                 unsigned long flags;
5395
5396                 rcu_read_lock_sched();
5397                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5398                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5399                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5400                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5401                 if (overflow)
5402                         ret = -EBUSY;
5403                 else {
5404                         /*
5405                          * We reserve space for this task in the destination
5406                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5407                          * We will free resources in the source root_domain
5408                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5409                          */
5410                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5411                 }
5412                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5413                 rcu_read_unlock_sched();
5414
5415         }
5416 #endif
5417 out:
5418         return ret;
5419 }
5420
5421 #ifdef CONFIG_SMP
5422
5423 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5424
5425 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5426 /* Migrate current task p to target_cpu */
5427 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5428 {
5429         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5430         int curr_cpu = task_cpu(p);
5431
5432         if (curr_cpu == target_cpu)
5433                 return 0;
5434
5435         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5436                 return -EINVAL;
5437
5438         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5439
5440         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5441         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5442 }
5443
5444 /*
5445  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5446  * tasks on the runqueues
5447  */
5448 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5449 {
5450         bool queued, running;
5451         struct rq_flags rf;
5452         struct rq *rq;
5453
5454         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5455         queued = task_on_rq_queued(p);
5456         running = task_current(rq, p);
5457
5458         if (queued)
5459                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5460         if (running)
5461                 put_prev_task(rq, p);
5462
5463         p->numa_preferred_nid = nid;
5464
5465         if (queued)
5466                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5467         if (running)
5468                 set_curr_task(rq, p);
5469         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5470 }
5471 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5472
5473 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5474 /*
5475  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5476  * offline.
5477  */
5478 void idle_task_exit(void)
5479 {
5480         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5481
5482         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5483
5484         if (mm != &init_mm) {
5485                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5486                 finish_arch_post_lock_switch();
5487         }
5488         mmdrop(mm);
5489 }
5490
5491 /*
5492  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5493  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5494  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5495  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5496  * calculation.
5497  *
5498  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5499  */
5500 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5501 {
5502         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5503         if (delta)
5504                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5505 }
5506
5507 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5508 {
5509 }
5510
5511 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5512         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5513 };
5514
5515 static struct task_struct fake_task = {
5516         /*
5517          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5518          */
5519         .prio = MAX_PRIO + 1,
5520         .sched_class = &fake_sched_class,
5521 };
5522
5523 /*
5524  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5525  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5526  *
5527  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5528  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5529  * because of lock validation efforts.
5530  */
5531 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5532 {
5533         struct rq *rq = dead_rq;
5534         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5535         struct rq_flags rf;
5536         int dest_cpu;
5537
5538         /*
5539          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5540          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5541          *
5542          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5543          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5544          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5545          * done here.
5546          */
5547         rq->stop = NULL;
5548
5549         /*
5550          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5551          * class method both need to have an up-to-date
5552          * value of rq->clock[_task]
5553          */
5554         update_rq_clock(rq);
5555
5556         for (;;) {
5557                 /*
5558                  * There's this thread running, bail when that's the only
5559                  * remaining thread.
5560                  */
5561                 if (rq->nr_running == 1)
5562                         break;
5563
5564                 /*
5565                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5566                  */
5567                 rq_pin_lock(rq, &rf);
5568                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5569                 BUG_ON(!next);
5570                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5571
5572                 /*
5573                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5574                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5575                  * stabilizes the mask.
5576                  *
5577                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5578                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5579                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5580                  */
5581                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5582                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5583                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5584                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5585
5586                 /*
5587                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5588                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5589                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5590                  */
5591                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5592                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5593                         continue;
5594                 }
5595
5596                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5597                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5598
5599                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5600                 if (rq != dead_rq) {
5601                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5602                         rq = dead_rq;
5603                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5604                 }
5605                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5606         }
5607
5608         rq->stop = stop;
5609 }
5610 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5611
5612 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5613 {
5614         if (!rq->online) {
5615                 const struct sched_class *class;
5616
5617                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5618                 rq->online = 1;
5619
5620                 for_each_class(class) {
5621                         if (class->rq_online)
5622                                 class->rq_online(rq);
5623                 }
5624         }
5625 }
5626
5627 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5628 {
5629         if (rq->online) {
5630                 const struct sched_class *class;
5631
5632                 for_each_class(class) {
5633                         if (class->rq_offline)
5634                                 class->rq_offline(rq);
5635                 }
5636
5637                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5638                 rq->online = 0;
5639         }
5640 }
5641
5642 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5643 {
5644         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5645
5646         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5647 }
5648
5649 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5650
5651 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5652
5653 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5654
5655 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5656 {
5657         sched_debug_enabled = 1;
5658
5659         return 0;
5660 }
5661 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5662
5663 static inline bool sched_debug(void)
5664 {
5665         return sched_debug_enabled;
5666 }
5667
5668 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5669                                   struct cpumask *groupmask)
5670 {
5671         struct sched_group *group = sd->groups;
5672
5673         cpumask_clear(groupmask);
5674
5675         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5676
5677         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5678                 printk("does not load-balance\n");
5679                 if (sd->parent)
5680                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5681                                         " has parent");
5682                 return -1;
5683         }
5684
5685         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5686                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5687
5688         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5689                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5690                                 "CPU%d\n", cpu);
5691         }
5692         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5693                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5694                                 " CPU%d\n", cpu);
5695         }
5696
5697         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5698         do {
5699                 if (!group) {
5700                         printk("\n");
5701                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5702                         break;
5703                 }
5704
5705                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5706                         printk(KERN_CONT "\n");
5707                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5708                         break;
5709                 }
5710
5711                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5712                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5713                         printk(KERN_CONT "\n");
5714                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5715                         break;
5716                 }
5717
5718                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5719
5720                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5721                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5722                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5723                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %lu)",
5724                                 group->sgc->capacity);
5725                 }
5726
5727                 group = group->next;
5728         } while (group != sd->groups);
5729         printk(KERN_CONT "\n");
5730
5731         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5732                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5733
5734         if (sd->parent &&
5735             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5736                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5737                         "of domain->span\n");
5738         return 0;
5739 }
5740
5741 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5742 {
5743         int level = 0;
5744
5745         if (!sched_debug_enabled)
5746                 return;
5747
5748         if (!sd) {
5749                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5750                 return;
5751         }
5752
5753         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5754
5755         for (;;) {
5756                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5757                         break;
5758                 level++;
5759                 sd = sd->parent;
5760                 if (!sd)
5761                         break;
5762         }
5763 }
5764 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5765
5766 # define sched_debug_enabled 0
5767 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5768 static inline bool sched_debug(void)
5769 {
5770         return false;
5771 }
5772 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5773
5774 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5775 {
5776         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5777                 return 1;
5778
5779         /* Following flags need at least 2 groups */
5780         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5781                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5782                          SD_BALANCE_FORK |
5783                          SD_BALANCE_EXEC |
5784                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5785                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5786                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5787                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5788                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5789                         return 0;
5790         }
5791
5792         /* Following flags don't use groups */
5793         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5794                 return 0;
5795
5796         return 1;
5797 }
5798
5799 static int
5800 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5801 {
5802         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5803
5804         if (sd_degenerate(parent))
5805                 return 1;
5806
5807         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5808                 return 0;
5809
5810         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5811         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5812                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5813                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5814                                 SD_BALANCE_FORK |
5815                                 SD_BALANCE_EXEC |
5816                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5817                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5818                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5819                                 SD_PREFER_SIBLING |
5820                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5821                 if (nr_node_ids == 1)
5822                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5823         }
5824         if (~cflags & pflags)
5825                 return 0;
5826
5827         return 1;
5828 }
5829
5830 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5831 {
5832         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5833
5834         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5835         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5836         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5837         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5838         free_cpumask_var(rd->online);
5839         free_cpumask_var(rd->span);
5840         kfree(rd);
5841 }
5842
5843 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5844 {
5845         struct root_domain *old_rd = NULL;
5846         unsigned long flags;
5847
5848         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5849
5850         if (rq->rd) {
5851                 old_rd = rq->rd;
5852
5853                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5854                         set_rq_offline(rq);
5855
5856                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5857
5858                 /*
5859                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5860                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5861                  * in this function:
5862                  */
5863                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5864                         old_rd = NULL;
5865         }
5866
5867         atomic_inc(&rd->refcount);
5868         rq->rd = rd;
5869
5870         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5871         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5872                 set_rq_online(rq);
5873
5874         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5875
5876         if (old_rd)
5877                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5878 }
5879
5880 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5881 {
5882         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5883
5884         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5885                 goto out;
5886         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5887                 goto free_span;
5888         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5889                 goto free_online;
5890         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5891                 goto free_dlo_mask;
5892
5893         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5894         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5895                 goto free_dlo_mask;
5896
5897         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5898                 goto free_rto_mask;
5899         return 0;
5900
5901 free_rto_mask:
5902         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5903 free_dlo_mask:
5904         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5905 free_online:
5906         free_cpumask_var(rd->online);
5907 free_span:
5908         free_cpumask_var(rd->span);
5909 out:
5910         return -ENOMEM;
5911 }
5912
5913 /*
5914  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5915  * members (mimicking the global state we have today).
5916  */
5917 struct root_domain def_root_domain;
5918
5919 static void init_defrootdomain(void)
5920 {
5921         init_rootdomain(&def_root_domain);
5922
5923         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5924 }
5925
5926 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5927 {
5928         struct root_domain *rd;
5929
5930         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5931         if (!rd)
5932                 return NULL;
5933
5934         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5935                 kfree(rd);
5936                 return NULL;
5937         }
5938
5939         return rd;
5940 }
5941
5942 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5943 {
5944         struct sched_group *tmp, *first;
5945
5946         if (!sg)
5947                 return;
5948
5949         first = sg;
5950         do {
5951                 tmp = sg->next;
5952
5953                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5954                         kfree(sg->sgc);
5955
5956                 kfree(sg);
5957                 sg = tmp;
5958         } while (sg != first);
5959 }
5960
5961 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd)
5962 {
5963         /*
5964          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5965          * nuke them all.
5966          */
5967         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5968                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5969         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5970                 kfree(sd->groups->sgc);
5971                 kfree(sd->groups);
5972         }
5973         if (sd->shared && atomic_dec_and_test(&sd->shared->ref))
5974                 kfree(sd->shared);
5975         kfree(sd);
5976 }
5977
5978 static void destroy_sched_domains_rcu(struct rcu_head *rcu)
5979 {
5980         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5981
5982         while (sd) {
5983                 struct sched_domain *parent = sd->parent;
5984                 destroy_sched_domain(sd);
5985                 sd = parent;
5986         }
5987 }
5988
5989 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd)
5990 {
5991         if (sd)
5992                 call_rcu(&sd->rcu, destroy_sched_domains_rcu);
5993 }
5994
5995 /*
5996  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5997  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5998  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5999  *
6000  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
6001  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
6002  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
6003  */
6004 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
6005 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
6006 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6007 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
6008 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6009 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6010
6011 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6012 {
6013         struct sched_domain_shared *sds = NULL;
6014         struct sched_domain *sd;
6015         int id = cpu;
6016         int size = 1;
6017
6018         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6019         if (sd) {
6020                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6021                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6022                 sds = sd->shared;
6023         }
6024
6025         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6026         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6027         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6028         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc_shared, cpu), sds);
6029
6030         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6031         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6032
6033         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6034         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6035 }
6036
6037 /*
6038  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6039  * hold the hotplug lock.
6040  */
6041 static void
6042 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6043 {
6044         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6045         struct sched_domain *tmp;
6046
6047         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6048         for (tmp = sd; tmp; ) {
6049                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6050                 if (!parent)
6051                         break;
6052
6053                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6054                         tmp->parent = parent->parent;
6055                         if (parent->parent)
6056                                 parent->parent->child = tmp;
6057                         /*
6058                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6059                          * degenerate parent; the spans match for this
6060                          * so the property transfers.
6061                          */
6062                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6063                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6064                         destroy_sched_domain(parent);
6065                 } else
6066                         tmp = tmp->parent;
6067         }
6068
6069         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6070                 tmp = sd;
6071                 sd = sd->parent;
6072                 destroy_sched_domain(tmp);
6073                 if (sd)
6074                         sd->child = NULL;
6075         }
6076
6077         sched_domain_debug(sd, cpu);
6078
6079         rq_attach_root(rq, rd);
6080         tmp = rq->sd;
6081         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6082         destroy_sched_domains(tmp);
6083
6084         update_top_cache_domain(cpu);
6085 }
6086
6087 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6088 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6089 {
6090         int ret;
6091
6092         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6093         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6094         if (ret) {
6095                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6096                 return 0;
6097         }
6098         return 1;
6099 }
6100 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6101
6102 struct s_data {
6103         struct sched_domain ** __percpu sd;
6104         struct root_domain      *rd;
6105 };
6106
6107 enum s_alloc {
6108         sa_rootdomain,
6109         sa_sd,
6110         sa_sd_storage,
6111         sa_none,
6112 };
6113
6114 /*
6115  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6116  * domain traversal.
6117  *
6118  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6119  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6120  * range.
6121  *
6122  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6123  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6124  * cpu they're built on, so check that.
6125  *
6126  */
6127 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6128 {
6129         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6130         struct sd_data *sdd = sd->private;
6131         struct sched_domain *sibling;
6132         int i;
6133
6134         for_each_cpu(i, span) {
6135                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6136                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6137                         continue;
6138
6139                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6140         }
6141 }
6142
6143 /*
6144  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6145  * of this group that's also in the iteration mask.
6146  */
6147 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6148 {
6149         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6150 }
6151
6152 static int
6153 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6154 {
6155         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6156         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6157         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6158         struct sd_data *sdd = sd->private;
6159         struct sched_domain *sibling;
6160         int i;
6161
6162         cpumask_clear(covered);
6163
6164         for_each_cpu(i, span) {
6165                 struct cpumask *sg_span;
6166
6167                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6168                         continue;
6169
6170                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6171
6172                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6173                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6174                         continue;
6175
6176                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6177                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6178
6179                 if (!sg)
6180                         goto fail;
6181
6182                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6183                 if (sibling->child)
6184                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6185                 else
6186                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6187
6188                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6189
6190                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6191                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6192                         build_group_mask(sd, sg);
6193
6194                 /*
6195                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6196                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6197                  * die on a /0 trap.
6198                  */
6199                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6200                 sg->sgc->min_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6201
6202                 /*
6203                  * Make sure the first group of this domain contains the
6204                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6205                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6206                  */
6207                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6208                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6209                         groups = sg;
6210
6211                 if (!first)
6212                         first = sg;
6213                 if (last)
6214                         last->next = sg;
6215                 last = sg;
6216                 last->next = first;
6217         }
6218         sd->groups = groups;
6219
6220         return 0;
6221
6222 fail:
6223         free_sched_groups(first, 0);
6224
6225         return -ENOMEM;
6226 }
6227
6228 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6229 {
6230         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6231         struct sched_domain *child = sd->child;
6232
6233         if (child)
6234                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6235
6236         if (sg) {
6237                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6238                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6239                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6240         }
6241
6242         return cpu;
6243 }
6244
6245 /*
6246  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6247  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6248  * and ->cpu_capacity to 0.
6249  *
6250  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6251  */
6252 static int
6253 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6254 {
6255         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6256         struct sd_data *sdd = sd->private;
6257         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6258         struct cpumask *covered;
6259         int i;
6260
6261         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6262         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6263
6264         if (cpu != cpumask_first(span))
6265                 return 0;
6266
6267         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6268         covered = sched_domains_tmpmask;
6269
6270         cpumask_clear(covered);
6271
6272         for_each_cpu(i, span) {
6273                 struct sched_group *sg;
6274                 int group, j;
6275
6276                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6277                         continue;
6278
6279                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6280                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6281
6282                 for_each_cpu(j, span) {
6283                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6284                                 continue;
6285
6286                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6287                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6288                 }
6289
6290                 if (!first)
6291                         first = sg;
6292                 if (last)
6293                         last->next = sg;
6294                 last = sg;
6295         }
6296         last->next = first;
6297
6298         return 0;
6299 }
6300
6301 /*
6302  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6303  *
6304  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6305  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6306  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6307  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6308  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6309  * group having less cpu_capacity.
6310  */
6311 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6312 {
6313         struct sched_group *sg = sd->groups;
6314
6315         WARN_ON(!sg);
6316
6317         do {
6318                 int cpu, max_cpu = -1;
6319
6320                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6321
6322                 if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6323                         goto next;
6324
6325                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg)) {
6326                         if (max_cpu < 0)
6327                                 max_cpu = cpu;
6328                         else if (sched_asym_prefer(cpu, max_cpu))
6329                                 max_cpu = cpu;
6330                 }
6331                 sg->asym_prefer_cpu = max_cpu;
6332
6333 next:
6334                 sg = sg->next;
6335         } while (sg != sd->groups);
6336
6337         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6338                 return;
6339
6340         update_group_capacity(sd, cpu);
6341 }
6342
6343 /*
6344  * Initializers for schedule domains
6345  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6346  */
6347
6348 static int default_relax_domain_level = -1;
6349 int sched_domain_level_max;
6350
6351 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6352 {
6353         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6354                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6355
6356         return 1;
6357 }
6358 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6359
6360 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6361                                  struct sched_domain_attr *attr)
6362 {
6363         int request;
6364
6365         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6366                 if (default_relax_domain_level < 0)
6367                         return;
6368                 else
6369                         request = default_relax_domain_level;
6370         } else
6371                 request = attr->relax_domain_level;
6372         if (request < sd->level) {
6373                 /* turn off idle balance on this domain */
6374                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6375         } else {
6376                 /* turn on idle balance on this domain */
6377                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6378         }
6379 }
6380
6381 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6382 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6383
6384 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6385                                  const struct cpumask *cpu_map)
6386 {
6387         switch (what) {
6388         case sa_rootdomain:
6389                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6390                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6391         case sa_sd:
6392                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6393         case sa_sd_storage:
6394                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6395         case sa_none:
6396                 break;
6397         }
6398 }
6399
6400 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6401                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6402 {
6403         memset(d, 0, sizeof(*d));
6404
6405         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6406                 return sa_sd_storage;
6407         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6408         if (!d->sd)
6409                 return sa_sd_storage;
6410         d->rd = alloc_rootdomain();
6411         if (!d->rd)
6412                 return sa_sd;
6413         return sa_rootdomain;
6414 }
6415
6416 /*
6417  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6418  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6419  * will not free the data we're using.
6420  */
6421 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6422 {
6423         struct sd_data *sdd = sd->private;
6424
6425         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6426         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6427
6428         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu))->ref))
6429                 *per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu) = NULL;
6430
6431         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6432                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6433
6434         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6435                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6436 }
6437
6438 #ifdef CONFIG_NUMA
6439 static int sched_domains_numa_levels;
6440 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6441 static int *sched_domains_numa_distance;
6442 int sched_max_numa_distance;
6443 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6444 static int sched_domains_curr_level;
6445 #endif
6446
6447 /*
6448  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6449  *
6450  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6451  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6452  * function:
6453  *
6454  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6455  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6456  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6457  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6458  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6459  *
6460  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6461  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6462  *
6463  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6464  */
6465 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6466         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6467          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6468          SD_NUMA |                      \
6469          SD_ASYM_PACKING |              \
6470          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6471          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6472
6473 static struct sched_domain *
6474 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6475         const struct cpumask *cpu_map,
6476         struct sched_domain *child, int cpu)
6477 {
6478         struct sd_data *sdd = &tl->data;
6479         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6480         int sd_id, sd_weight, sd_flags = 0;
6481
6482 #ifdef CONFIG_NUMA
6483         /*
6484          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6485          */
6486         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6487 #endif
6488
6489         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6490
6491         if (tl->sd_flags)
6492                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6493         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6494                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6495                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6496
6497         *sd = (struct sched_domain){
6498                 .min_interval           = sd_weight,
6499                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6500                 .busy_factor            = 32,
6501                 .imbalance_pct          = 125,
6502
6503                 .cache_nice_tries       = 0,
6504                 .busy_idx               = 0,
6505                 .idle_idx               = 0,
6506                 .newidle_idx            = 0,
6507                 .wake_idx               = 0,
6508                 .forkexec_idx           = 0,
6509
6510                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6511                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6512                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6513                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6514                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6515                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6516                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6517                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6518                                         | 0*SD_SERIALIZE
6519                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6520                                         | 0*SD_NUMA
6521                                         | sd_flags
6522                                         ,
6523
6524                 .last_balance           = jiffies,
6525                 .balance_interval       = sd_weight,
6526                 .smt_gain               = 0,
6527                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6528                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6529                 .child                  = child,
6530 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6531                 .name                   = tl->name,
6532 #endif
6533         };
6534
6535         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6536         sd_id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6537
6538         /*
6539          * Convert topological properties into behaviour.
6540          */
6541
6542         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6543                 struct sched_domain *t = sd;
6544
6545                 for_each_lower_domain(t)
6546                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6547         }
6548
6549         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6550                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6551                 sd->imbalance_pct = 110;
6552                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6553
6554         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6555                 sd->imbalance_pct = 117;
6556                 sd->cache_nice_tries = 1;
6557                 sd->busy_idx = 2;
6558
6559 #ifdef CONFIG_NUMA
6560         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6561                 sd->cache_nice_tries = 2;
6562                 sd->busy_idx = 3;
6563                 sd->idle_idx = 2;
6564
6565                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6566                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6567                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6568                                        SD_BALANCE_FORK |
6569                                        SD_WAKE_AFFINE);
6570                 }
6571
6572 #endif
6573         } else {
6574                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6575                 sd->cache_nice_tries = 1;
6576                 sd->busy_idx = 2;
6577                 sd->idle_idx = 1;
6578         }
6579
6580         /*
6581          * For all levels sharing cache; connect a sched_domain_shared
6582          * instance.
6583          */
6584         if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6585                 sd->shared = *per_cpu_ptr(sdd->sds, sd_id);
6586                 atomic_inc(&sd->shared->ref);
6587                 atomic_set(&sd->shared->nr_busy_cpus, sd_weight);
6588         }
6589
6590         sd->private = sdd;
6591
6592         return sd;
6593 }
6594
6595 /*
6596  * Topology list, bottom-up.
6597  */
6598 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6599 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6600         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6601 #endif
6602 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6603         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6604 #endif
6605         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6606         { NULL, },
6607 };
6608
6609 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6610         default_topology;
6611
6612 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6613         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6614
6615 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6616 {
6617         if (WARN_ON_ONCE(sched_smp_initialized))
6618                 return;
6619
6620         sched_domain_topology = tl;
6621 }
6622
6623 #ifdef CONFIG_NUMA
6624
6625 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6626 {
6627         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6628 }
6629
6630 static void sched_numa_warn(const char *str)
6631 {
6632         static int done = false;
6633         int i,j;
6634
6635         if (done)
6636                 return;
6637
6638         done = true;
6639
6640         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6641
6642         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6643                 printk(KERN_WARNING "  ");
6644                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6645                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6646                 printk(KERN_CONT "\n");
6647         }
6648         printk(KERN_WARNING "\n");
6649 }
6650
6651 bool find_numa_distance(int distance)
6652 {
6653         int i;
6654
6655         if (distance == node_distance(0, 0))
6656                 return true;
6657
6658         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6659                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6660                         return true;
6661         }
6662
6663         return false;
6664 }
6665
6666 /*
6667  * A system can have three types of NUMA topology:
6668  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6669  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6670  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6671  *
6672  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6673  * topology lies in whether communication between not directly
6674  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6675  * could run), or through backplane controllers. This affects
6676  * placement of programs.
6677  *
6678  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6679  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6680  *   is directly connected.
6681  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6682  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6683  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6684  */
6685 static void init_numa_topology_type(void)
6686 {
6687         int a, b, c, n;
6688
6689         n = sched_max_numa_distance;
6690
6691         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6692                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6693                 return;
6694         }
6695
6696         for_each_online_node(a) {
6697                 for_each_online_node(b) {
6698                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6699                         if (node_distance(a, b) < n)
6700                                 continue;
6701
6702                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6703                         for_each_online_node(c) {
6704                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6705                                     node_distance(b, c) < n) {
6706                                         sched_numa_topology_type =
6707                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6708                                         return;
6709                                 }
6710                         }
6711
6712                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6713                         return;
6714                 }
6715         }
6716 }
6717
6718 static void sched_init_numa(void)
6719 {
6720         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6721         struct sched_domain_topology_level *tl;
6722         int level = 0;
6723         int i, j, k;
6724
6725         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6726         if (!sched_domains_numa_distance)
6727                 return;
6728
6729         /*
6730          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6731          * unique distances in the node_distance() table.
6732          *
6733          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6734          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6735          */
6736         next_distance = curr_distance;
6737         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6738                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6739                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6740                                 int distance = node_distance(i, k);
6741
6742                                 if (distance > curr_distance &&
6743                                     (distance < next_distance ||
6744                                      next_distance == curr_distance))
6745                                         next_distance = distance;
6746
6747                                 /*
6748                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6749                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6750                                  * equally connected to A.
6751                                  */
6752                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6753                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6754
6755                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6756                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6757                         }
6758                         if (next_distance != curr_distance) {
6759                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6760                                 sched_domains_numa_levels = level;
6761                                 curr_distance = next_distance;
6762                         } else break;
6763                 }
6764
6765                 /*
6766                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6767                  */
6768                 if (!sched_debug())
6769                         break;
6770         }
6771
6772         if (!level)
6773                 return;
6774
6775         /*
6776          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6777          * identity distance node_distance(i,i).
6778          *
6779          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6780          * numbers.
6781          */
6782
6783         /*
6784          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6785          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6786          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6787          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6788          * in other functions.
6789          *
6790          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6791          */
6792         sched_domains_numa_levels = 0;
6793
6794         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6795         if (!sched_domains_numa_masks)
6796                 return;
6797
6798         /*
6799          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6800          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6801          */
6802         for (i = 0; i < level; i++) {
6803                 sched_domains_numa_masks[i] =
6804                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6805                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6806                         return;
6807
6808                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6809                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6810                         if (!mask)
6811                                 return;
6812
6813                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6814
6815                         for_each_node(k) {
6816                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6817                                         continue;
6818
6819                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6820                         }
6821                 }
6822         }
6823
6824         /* Compute default topology size */
6825         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6826
6827         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6828                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6829         if (!tl)
6830                 return;
6831
6832         /*
6833          * Copy the default topology bits..
6834          */
6835         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6836                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6837
6838         /*
6839          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6840          */
6841         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6842                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6843                         .mask = sd_numa_mask,
6844                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6845                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6846                         .numa_level = j,
6847                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6848                 };
6849         }
6850
6851         sched_domain_topology = tl;
6852
6853         sched_domains_numa_levels = level;
6854         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6855
6856         init_numa_topology_type();
6857 }
6858
6859 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6860 {
6861         int node = cpu_to_node(cpu);
6862         int i, j;
6863
6864         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6865                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6866                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6867                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6868                 }
6869         }
6870 }
6871
6872 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6873 {
6874         int i, j;
6875
6876         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6877                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6878                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6879         }
6880 }
6881
6882 #else
6883 static inline void sched_init_numa(void) { }
6884 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6885 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6886 #endif /* CONFIG_NUMA */
6887
6888 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6889 {
6890         struct sched_domain_topology_level *tl;
6891         int j;
6892
6893         for_each_sd_topology(tl) {
6894                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6895
6896                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6897                 if (!sdd->sd)
6898                         return -ENOMEM;
6899
6900                 sdd->sds = alloc_percpu(struct sched_domain_shared *);
6901                 if (!sdd->sds)
6902                         return -ENOMEM;
6903
6904                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6905                 if (!sdd->sg)
6906                         return -ENOMEM;
6907
6908                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6909                 if (!sdd->sgc)
6910                         return -ENOMEM;
6911
6912                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6913                         struct sched_domain *sd;
6914                         struct sched_domain_shared *sds;
6915                         struct sched_group *sg;
6916                         struct sched_group_capacity *sgc;
6917
6918                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6919                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6920                         if (!sd)
6921                                 return -ENOMEM;
6922
6923                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6924
6925                         sds = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain_shared),
6926                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6927                         if (!sds)
6928                                 return -ENOMEM;
6929
6930                         *per_cpu_ptr(sdd->sds, j) = sds;
6931
6932                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6933                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6934                         if (!sg)
6935                                 return -ENOMEM;
6936
6937                         sg->next = sg;
6938
6939                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6940
6941                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6942                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6943                         if (!sgc)
6944                                 return -ENOMEM;
6945
6946                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6947                 }
6948         }
6949
6950         return 0;
6951 }
6952
6953 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6954 {
6955         struct sched_domain_topology_level *tl;
6956         int j;
6957
6958         for_each_sd_topology(tl) {
6959                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6960
6961                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6962                         struct sched_domain *sd;
6963
6964                         if (sdd->sd) {
6965                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6966                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6967                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6968                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6969                         }
6970
6971                         if (sdd->sds)
6972                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sds, j));
6973                         if (sdd->sg)
6974                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6975                         if (sdd->sgc)
6976                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6977                 }
6978                 free_percpu(sdd->sd);
6979                 sdd->sd = NULL;
6980                 free_percpu(sdd->sds);
6981                 sdd->sds = NULL;
6982                 free_percpu(sdd->sg);
6983                 sdd->sg = NULL;
6984                 free_percpu(sdd->sgc);
6985                 sdd->sgc = NULL;
6986         }
6987 }
6988
6989 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6990                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6991                 struct sched_domain *child, int cpu)
6992 {
6993         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu_map, child, cpu);
6994
6995         if (child) {
6996                 sd->level = child->level + 1;
6997                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6998                 child->parent = sd;
6999
7000                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
7001                                     sched_domain_span(sd))) {
7002                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
7003 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7004                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
7005                                         child->name, sd->name);
7006 #endif
7007                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7008                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7009                                    sched_domain_span(sd),
7010                                    sched_domain_span(child));
7011                 }
7012
7013         }
7014         set_domain_attribute(sd, attr);
7015
7016         return sd;
7017 }
7018
7019 /*
7020  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7021  * to the individual cpus
7022  */
7023 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7024                                struct sched_domain_attr *attr)
7025 {
7026         enum s_alloc alloc_state;
7027         struct sched_domain *sd;
7028         struct s_data d;
7029         struct rq *rq = NULL;
7030         int i, ret = -ENOMEM;
7031
7032         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7033         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7034                 goto error;
7035
7036         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7037         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7038                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7039
7040                 sd = NULL;
7041                 for_each_sd_topology(tl) {
7042                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7043                         if (tl == sched_domain_topology)
7044                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7045                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7046                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7047                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7048                                 break;
7049                 }
7050         }
7051
7052         /* Build the groups for the domains */
7053         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7054                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7055                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7056                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7057                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7058                                         goto error;
7059                         } else {
7060                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7061                                         goto error;
7062                         }
7063                 }
7064         }
7065
7066         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7067         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7068                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7069                         continue;
7070
7071                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7072                         claim_allocations(i, sd);
7073                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7074                 }
7075         }
7076
7077         /* Attach the domains */
7078         rcu_read_lock();
7079         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7080                 rq = cpu_rq(i);
7081                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7082
7083                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
7084                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
7085                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
7086
7087                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7088         }
7089         rcu_read_unlock();
7090
7091         if (rq && sched_debug_enabled) {
7092                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
7093                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
7094         }
7095
7096         ret = 0;
7097 error:
7098         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7099         return ret;
7100 }
7101
7102 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7103 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7104 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7105                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7106
7107 /*
7108  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7109  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7110  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7111  */
7112 static cpumask_var_t fallback_doms;
7113
7114 /*
7115  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7116  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7117  * or 0 if it stayed the same.
7118  */
7119 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7120 {
7121         return 0;
7122 }
7123
7124 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7125 {
7126         int i;
7127         cpumask_var_t *doms;
7128
7129         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7130         if (!doms)
7131                 return NULL;
7132         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7133                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7134                         free_sched_domains(doms, i);
7135                         return NULL;
7136                 }
7137         }
7138         return doms;
7139 }
7140
7141 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7142 {
7143         unsigned int i;
7144         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7145                 free_cpumask_var(doms[i]);
7146         kfree(doms);
7147 }
7148
7149 /*
7150  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7151  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7152  * exclude other special cases in the future.
7153  */
7154 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7155 {
7156         int err;
7157
7158         arch_update_cpu_topology();
7159         ndoms_cur = 1;
7160         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7161         if (!doms_cur)
7162                 doms_cur = &fallback_doms;
7163         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7164         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7165         register_sched_domain_sysctl();
7166
7167         return err;
7168 }
7169
7170 /*
7171  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7172  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7173  */
7174 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7175 {
7176         int i;
7177
7178         rcu_read_lock();
7179         for_each_cpu(i, cpu_map)
7180                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7181         rcu_read_unlock();
7182 }
7183
7184 /* handle null as "default" */
7185 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7186                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7187 {
7188         struct sched_domain_attr tmp;
7189
7190         /* fast path */
7191         if (!new && !cur)
7192                 return 1;
7193
7194         tmp = SD_ATTR_INIT;
7195         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7196                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7197                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7198 }
7199
7200 /*
7201  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7202  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7203  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7204  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7205  *
7206  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7207  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7208  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7209  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7210  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7211  * it as it is.
7212  *
7213  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7214  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7215  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7216  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7217  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7218  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7219  *
7220  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7221  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7222  * and it will not create the default domain.
7223  *
7224  * Call with hotplug lock held
7225  */
7226 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7227                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7228 {
7229         int i, j, n;
7230         int new_topology;
7231
7232         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7233
7234         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7235         unregister_sched_domain_sysctl();
7236
7237         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7238         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7239
7240         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7241
7242         /* Destroy deleted domains */
7243         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7244                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7245                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7246                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7247                                 goto match1;
7248                 }
7249                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7250                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7251 match1:
7252                 ;
7253         }
7254
7255         n = ndoms_cur;
7256         if (doms_new == NULL) {
7257                 n = 0;
7258                 doms_new = &fallback_doms;
7259                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7260                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7261         }
7262
7263         /* Build new domains */
7264         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7265                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7266                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7267                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7268                                 goto match2;
7269                 }
7270                 /* no match - add a new doms_new */
7271                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7272 match2:
7273                 ;
7274         }
7275
7276         /* Remember the new sched domains */
7277         if (doms_cur != &fallback_doms)
7278                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7279         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7280         doms_cur = doms_new;
7281         dattr_cur = dattr_new;
7282         ndoms_cur = ndoms_new;
7283
7284         register_sched_domain_sysctl();
7285
7286         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7287 }
7288
7289 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7290
7291 /*
7292  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7293  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7294  * around partition_sched_domains().
7295  *
7296  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7297  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7298  */
7299 static void cpuset_cpu_active(void)
7300 {
7301         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7302                 /*
7303                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7304                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7305                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7306                  * domain, ignoring cpusets.
7307                  */
7308                 num_cpus_frozen--;
7309                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7310                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7311                         return;
7312                 }
7313                 /*
7314                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7315                  * restore the original sched domains by considering the
7316                  * cpuset configurations.
7317                  */
7318         }
7319         cpuset_update_active_cpus(true);
7320 }
7321
7322 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7323 {
7324         unsigned long flags;
7325         struct dl_bw *dl_b;
7326         bool overflow;
7327         int cpus;
7328
7329         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7330                 rcu_read_lock_sched();
7331                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7332
7333                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7334                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7335                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7336                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7337
7338                 rcu_read_unlock_sched();
7339
7340                 if (overflow)
7341                         return -EBUSY;
7342                 cpuset_update_active_cpus(false);
7343         } else {
7344                 num_cpus_frozen++;
7345                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7346         }
7347         return 0;
7348 }
7349
7350 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7351 {
7352         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7353         unsigned long flags;
7354
7355         set_cpu_active(cpu, true);
7356
7357         if (sched_smp_initialized) {
7358                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7359                 cpuset_cpu_active();
7360         }
7361
7362         /*
7363          * Put the rq online, if not already. This happens:
7364          *
7365          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7366          *    after all cpus have been brought up.
7367          *
7368          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7369          *    domains.
7370          */
7371         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7372         if (rq->rd) {
7373                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7374                 set_rq_online(rq);
7375         }
7376         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7377
7378         update_max_interval();
7379
7380         return 0;
7381 }
7382
7383 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7384 {
7385         int ret;
7386
7387         set_cpu_active(cpu, false);
7388         /*
7389          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7390          * users of this state to go away such that all new such users will
7391          * observe it.
7392          *
7393          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7394          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7395          *
7396          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7397          */
7398         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7399                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7400         else
7401                 synchronize_rcu();
7402
7403         if (!sched_smp_initialized)
7404                 return 0;
7405
7406         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7407         if (ret) {
7408                 set_cpu_active(cpu, true);
7409                 return ret;
7410         }
7411         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7412         return 0;
7413 }
7414
7415 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7416 {
7417         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7418
7419         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7420         update_max_interval();
7421 }
7422
7423 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7424 {
7425         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7426         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7427         return 0;
7428 }
7429
7430 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7431 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7432 {
7433         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7434         unsigned long flags;
7435
7436         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7437         sched_ttwu_pending();
7438         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7439         if (rq->rd) {
7440                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7441                 set_rq_offline(rq);
7442         }
7443         migrate_tasks(rq);
7444         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7445         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7446         calc_load_migrate(rq);
7447         update_max_interval();
7448         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7449         hrtick_clear(rq);
7450         return 0;
7451 }
7452 #endif
7453
7454 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7455 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7456
7457 static void sched_init_smt(void)
7458 {
7459         /*
7460          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
7461          * has SMT siblings, CPU0 will too.
7462          */
7463         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
7464                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
7465 }
7466 #else
7467 static inline void sched_init_smt(void) { }
7468 #endif
7469
7470 void __init sched_init_smp(void)
7471 {
7472         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7473
7474         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7475         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7476
7477         sched_init_numa();
7478
7479         /*
7480          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7481          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7482          * happen.
7483          */
7484         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7485         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7486         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7487         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7488                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7489         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7490
7491         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7492         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7493                 BUG();
7494         sched_init_granularity();
7495         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7496
7497         init_sched_rt_class();
7498         init_sched_dl_class();
7499
7500         sched_init_smt();
7501         sched_clock_init_late();
7502
7503         sched_smp_initialized = true;
7504 }
7505
7506 static int __init migration_init(void)
7507 {
7508         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7509         return 0;
7510 }
7511 early_initcall(migration_init);
7512
7513 #else
7514 void __init sched_init_smp(void)
7515 {
7516         sched_init_granularity();
7517         sched_clock_init_late();
7518 }
7519 #endif /* CONFIG_SMP */
7520
7521 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7522 {
7523         return in_lock_functions(addr) ||
7524                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7525                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7526 }
7527
7528 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7529 /*
7530  * Default task group.
7531  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7532  */
7533 struct task_group root_task_group;
7534 LIST_HEAD(task_groups);
7535
7536 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7537 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7538 #endif
7539
7540 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7541 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7542
7543 #define WAIT_TABLE_BITS 8
7544 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
7545 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
7546
7547 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
7548 {
7549         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
7550         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
7551
7552         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
7553 }
7554 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
7555
7556 void __init sched_init(void)
7557 {
7558         int i, j;
7559         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7560
7561         sched_clock_init();
7562
7563         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
7564                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
7565
7566 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7567         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7568 #endif
7569 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7570         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7571 #endif
7572         if (alloc_size) {
7573                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7574
7575 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7576                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7577                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7578
7579                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7580                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7581
7582 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7583 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7584                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7585                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7586
7587                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7588                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7589
7590 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7591         }
7592 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7593         for_each_possible_cpu(i) {
7594                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7595                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7596                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7597                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7598         }
7599 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7600
7601         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7602                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7603         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7604                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7605
7606 #ifdef CONFIG_SMP
7607         init_defrootdomain();
7608 #endif
7609
7610 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7611         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7612                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7613 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7614
7615 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7616         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7617
7618         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7619         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7620         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7621         autogroup_init(&init_task);
7622 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7623
7624         for_each_possible_cpu(i) {
7625                 struct rq *rq;
7626
7627                 rq = cpu_rq(i);
7628                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7629                 rq->nr_running = 0;
7630                 rq->calc_load_active = 0;
7631                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7632                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7633                 init_rt_rq(&rq->rt);
7634                 init_dl_rq(&rq->dl);
7635 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7636                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7637                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7638                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7639                 /*
7640                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7641                  *
7642                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7643                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7644                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7645                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7646                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7647                  * (se->load.weight).
7648                  *
7649                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7650                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7651                  * then A0's share of the cpu resource is:
7652                  *
7653                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7654                  *
7655                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7656                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7657                  */
7658                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7659                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7660 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7661
7662                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7663 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7664                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7665 #endif
7666
7667                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7668                         rq->cpu_load[j] = 0;
7669
7670 #ifdef CONFIG_SMP
7671                 rq->sd = NULL;
7672                 rq->rd = NULL;
7673                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7674                 rq->balance_callback = NULL;
7675                 rq->active_balance = 0;
7676                 rq->next_balance = jiffies;
7677                 rq->push_cpu = 0;
7678                 rq->cpu = i;
7679                 rq->online = 0;
7680                 rq->idle_stamp = 0;
7681                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7682                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7683
7684                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7685
7686                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7687 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7688                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7689                 rq->nohz_flags = 0;
7690 #endif
7691 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7692                 rq->last_sched_tick = 0;
7693 #endif
7694 #endif /* CONFIG_SMP */
7695                 init_rq_hrtick(rq);
7696                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7697         }
7698
7699         set_load_weight(&init_task);
7700
7701         /*
7702          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7703          */
7704         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7705         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7706
7707         /*
7708          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7709          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7710          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7711          * when this runqueue becomes "idle".
7712          */
7713         init_idle(current, smp_processor_id());
7714
7715         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7716
7717 #ifdef CONFIG_SMP
7718         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7719         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7720         if (cpu_isolated_map == NULL)
7721                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7722         idle_thread_set_boot_cpu();
7723         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7724 #endif
7725         init_sched_fair_class();
7726
7727         init_schedstats();
7728
7729         scheduler_running = 1;
7730 }
7731
7732 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7733 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7734 {
7735         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7736
7737         return (nested == preempt_offset);
7738 }
7739
7740 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7741 {
7742         /*
7743          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7744          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7745          * otherwise we will destroy state.
7746          */
7747         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7748                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7749                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7750                         current->state,
7751                         (void *)current->task_state_change,
7752                         (void *)current->task_state_change);
7753
7754         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7755 }
7756 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7757
7758 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7759 {
7760         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7761         unsigned long preempt_disable_ip;
7762
7763         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7764         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7765              !is_idle_task(current)) ||
7766             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7767                 return;
7768         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7769                 return;
7770         prev_jiffy = jiffies;
7771
7772         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7773         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7774
7775         printk(KERN_ERR
7776                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7777                         file, line);
7778         printk(KERN_ERR
7779                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7780                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7781                         current->pid, current->comm);
7782
7783         if (task_stack_end_corrupted(current))
7784                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7785
7786         debug_show_held_locks(current);
7787         if (irqs_disabled())
7788                 print_irqtrace_events(current);
7789         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7790             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7791                 pr_err("Preemption disabled at:");
7792                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7793                 pr_cont("\n");
7794         }
7795         dump_stack();
7796         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7797 }
7798 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7799 #endif
7800
7801 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7802 void normalize_rt_tasks(void)
7803 {
7804         struct task_struct *g, *p;
7805         struct sched_attr attr = {
7806                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7807         };
7808
7809         read_lock(&tasklist_lock);
7810         for_each_process_thread(g, p) {
7811                 /*
7812                  * Only normalize user tasks:
7813                  */
7814                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7815                         continue;
7816
7817                 p->se.exec_start = 0;
7818                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7819                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7820                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7821
7822                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7823                         /*
7824                          * Renice negative nice level userspace
7825                          * tasks back to 0:
7826                          */
7827                         if (task_nice(p) < 0)
7828                                 set_user_nice(p, 0);
7829                         continue;
7830                 }
7831
7832                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7833         }
7834         read_unlock(&tasklist_lock);
7835 }
7836
7837 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7838
7839 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7840 /*
7841  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7842  *
7843  * They can only be called when the whole system has been
7844  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7845  * activity can take place. Using them for anything else would
7846  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7847  * under any other configuration.
7848  */
7849
7850 /**
7851  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7852  * @cpu: the processor in question.
7853  *
7854  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7855  *
7856  * Return: The current task for @cpu.
7857  */
7858 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7859 {
7860         return cpu_curr(cpu);
7861 }
7862
7863 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7864
7865 #ifdef CONFIG_IA64
7866 /**
7867  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7868  * @cpu: the processor in question.
7869  * @p: the task pointer to set.
7870  *
7871  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7872  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7873  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7874  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7875  * and caller must save the original value of the current task (see
7876  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7877  * re-starting the system.
7878  *
7879  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7880  */
7881 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7882 {
7883         cpu_curr(cpu) = p;
7884 }
7885
7886 #endif
7887
7888 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7889 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7890 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7891
7892 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7893 {
7894         free_fair_sched_group(tg);
7895         free_rt_sched_group(tg);
7896         autogroup_free(tg);
7897         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7898 }
7899
7900 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7901 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7902 {
7903         struct task_group *tg;
7904
7905         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7906         if (!tg)
7907                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7908
7909         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7910                 goto err;
7911
7912         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7913                 goto err;
7914
7915         return tg;
7916
7917 err:
7918         sched_free_group(tg);
7919         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7920 }
7921
7922 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7923 {
7924         unsigned long flags;
7925
7926         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7927         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7928
7929         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7930
7931         tg->parent = parent;
7932         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7933         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7934         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7935
7936         online_fair_sched_group(tg);
7937 }
7938
7939 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7940 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7941 {
7942         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7943         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7944 }
7945
7946 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7947 {
7948         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7949         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7950 }
7951
7952 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7953 {
7954         unsigned long flags;
7955
7956         /* end participation in shares distribution */
7957         unregister_fair_sched_group(tg);
7958
7959         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7960         list_del_rcu(&tg->list);
7961         list_del_rcu(&tg->siblings);
7962         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7963 }
7964
7965 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7966 {
7967         struct task_group *tg;
7968
7969         /*
7970          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7971          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7972          * to prevent lockdep warnings.
7973          */
7974         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7975                           struct task_group, css);
7976         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7977         tsk->sched_task_group = tg;
7978
7979 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7980         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7981                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7982         else
7983 #endif
7984                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7985 }
7986
7987 /*
7988  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7989  *
7990  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7991  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7992  * its new group.
7993  */
7994 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7995 {
7996         int queued, running;
7997         struct rq_flags rf;
7998         struct rq *rq;
7999
8000         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
8001
8002         running = task_current(rq, tsk);
8003         queued = task_on_rq_queued(tsk);
8004
8005         if (queued)
8006                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
8007         if (unlikely(running))
8008                 put_prev_task(rq, tsk);
8009
8010         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
8011
8012         if (queued)
8013                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
8014         if (unlikely(running))
8015                 set_curr_task(rq, tsk);
8016
8017         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8018 }
8019 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8020
8021 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8022 /*
8023  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8024  */
8025 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8026
8027 /* Must be called with tasklist_lock held */
8028 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8029 {
8030         struct task_struct *g, *p;
8031
8032         /*
8033          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8034          */
8035         if (task_group_is_autogroup(tg))
8036                 return 0;
8037
8038         for_each_process_thread(g, p) {
8039                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8040                         return 1;
8041         }
8042
8043         return 0;
8044 }
8045
8046 struct rt_schedulable_data {
8047         struct task_group *tg;
8048         u64 rt_period;
8049         u64 rt_runtime;
8050 };
8051
8052 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8053 {
8054         struct rt_schedulable_data *d = data;
8055         struct task_group *child;
8056         unsigned long total, sum = 0;
8057         u64 period, runtime;
8058
8059         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8060         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8061
8062         if (tg == d->tg) {
8063                 period = d->rt_period;
8064                 runtime = d->rt_runtime;
8065         }
8066
8067         /*
8068          * Cannot have more runtime than the period.
8069          */
8070         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8071                 return -EINVAL;
8072
8073         /*
8074          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8075          */
8076         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8077                 return -EBUSY;
8078
8079         total = to_ratio(period, runtime);
8080
8081         /*
8082          * Nobody can have more than the global setting allows.
8083          */
8084         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8085                 return -EINVAL;
8086
8087         /*
8088          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8089          */
8090         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8091                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8092                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8093
8094                 if (child == d->tg) {
8095                         period = d->rt_period;
8096                         runtime = d->rt_runtime;
8097                 }
8098
8099                 sum += to_ratio(period, runtime);
8100         }
8101
8102         if (sum > total)
8103                 return -EINVAL;
8104
8105         return 0;
8106 }
8107
8108 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8109 {
8110         int ret;
8111
8112         struct rt_schedulable_data data = {
8113                 .tg = tg,
8114                 .rt_period = period,
8115                 .rt_runtime = runtime,
8116         };
8117
8118         rcu_read_lock();
8119         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8120         rcu_read_unlock();
8121
8122         return ret;
8123 }
8124
8125 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8126                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8127 {
8128         int i, err = 0;
8129
8130         /*
8131          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8132          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8133          */
8134         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8135                 return -EINVAL;
8136
8137         /* No period doesn't make any sense. */
8138         if (rt_period == 0)
8139                 return -EINVAL;
8140
8141         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8142         read_lock(&tasklist_lock);
8143         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8144         if (err)
8145                 goto unlock;
8146
8147         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8148         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8149         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8150
8151         for_each_possible_cpu(i) {
8152                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8153
8154                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8155                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8156                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8157         }
8158         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8159 unlock:
8160         read_unlock(&tasklist_lock);
8161         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8162
8163         return err;
8164 }
8165
8166 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8167 {
8168         u64 rt_runtime, rt_period;
8169
8170         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8171         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8172         if (rt_runtime_us < 0)
8173                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8174
8175         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8176 }
8177
8178 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8179 {
8180         u64 rt_runtime_us;
8181
8182         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8183                 return -1;
8184
8185         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8186         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8187         return rt_runtime_us;
8188 }
8189
8190 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8191 {
8192         u64 rt_runtime, rt_period;
8193
8194         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8195         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8196
8197         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8198 }
8199
8200 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8201 {
8202         u64 rt_period_us;
8203
8204         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8205         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8206         return rt_period_us;
8207 }
8208 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8209
8210 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8211 static int sched_rt_global_constraints(void)
8212 {
8213         int ret = 0;
8214
8215         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8216         read_lock(&tasklist_lock);
8217         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8218         read_unlock(&tasklist_lock);
8219         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8220
8221         return ret;
8222 }
8223
8224 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8225 {
8226         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8227         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8228                 return 0;
8229
8230         return 1;
8231 }
8232
8233 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8234 static int sched_rt_global_constraints(void)
8235 {
8236         unsigned long flags;
8237         int i;
8238
8239         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8240         for_each_possible_cpu(i) {
8241                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8242
8243                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8244                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8245                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8246         }
8247         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8248
8249         return 0;
8250 }
8251 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8252
8253 static int sched_dl_global_validate(void)
8254 {
8255         u64 runtime = global_rt_runtime();
8256         u64 period = global_rt_period();
8257         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8258         struct dl_bw *dl_b;
8259         int cpu, ret = 0;
8260         unsigned long flags;
8261
8262         /*
8263          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8264          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8265          * any of the root_domains.
8266          *
8267          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8268          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8269          * solutions is welcome!
8270          */
8271         for_each_possible_cpu(cpu) {
8272                 rcu_read_lock_sched();
8273                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8274
8275                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8276                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8277                         ret = -EBUSY;
8278                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8279
8280                 rcu_read_unlock_sched();
8281
8282                 if (ret)
8283                         break;
8284         }
8285
8286         return ret;
8287 }
8288
8289 static void sched_dl_do_global(void)
8290 {
8291         u64 new_bw = -1;
8292         struct dl_bw *dl_b;
8293         int cpu;
8294         unsigned long flags;
8295
8296         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8297         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8298
8299         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8300                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8301
8302         /*
8303          * FIXME: As above...
8304          */
8305         for_each_possible_cpu(cpu) {
8306                 rcu_read_lock_sched();
8307                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8308
8309                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8310                 dl_b->bw = new_bw;
8311                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8312
8313                 rcu_read_unlock_sched();
8314         }
8315 }
8316
8317 static int sched_rt_global_validate(void)
8318 {
8319         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8320                 return -EINVAL;
8321
8322         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8323                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8324                 return -EINVAL;
8325
8326         return 0;
8327 }
8328
8329 static void sched_rt_do_global(void)
8330 {
8331         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8332         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8333 }
8334
8335 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8336                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8337                 loff_t *ppos)
8338 {
8339         int old_period, old_runtime;
8340         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8341         int ret;
8342
8343         mutex_lock(&mutex);
8344         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8345         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8346
8347         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8348
8349         if (!ret && write) {
8350                 ret = sched_rt_global_validate();
8351                 if (ret)
8352                         goto undo;
8353
8354                 ret = sched_dl_global_validate();
8355                 if (ret)
8356                         goto undo;
8357
8358                 ret = sched_rt_global_constraints();
8359                 if (ret)
8360                         goto undo;
8361
8362                 sched_rt_do_global();
8363                 sched_dl_do_global();
8364         }
8365         if (0) {
8366 undo:
8367                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8368                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8369         }
8370         mutex_unlock(&mutex);
8371
8372         return ret;
8373 }
8374
8375 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8376                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8377                 loff_t *ppos)
8378 {
8379         int ret;
8380         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8381
8382         mutex_lock(&mutex);
8383         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8384         /* make sure that internally we keep jiffies */
8385         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8386         if (!ret && write) {
8387                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8388                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8389         }
8390         mutex_unlock(&mutex);
8391         return ret;
8392 }
8393
8394 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8395
8396 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8397 {
8398         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8399 }
8400
8401 static struct cgroup_subsys_state *
8402 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8403 {
8404         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8405         struct task_group *tg;
8406
8407         if (!parent) {
8408                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8409                 return &root_task_group.css;
8410         }
8411
8412         tg = sched_create_group(parent);
8413         if (IS_ERR(tg))
8414                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8415
8416         sched_online_group(tg, parent);
8417
8418         return &tg->css;
8419 }
8420
8421 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8422 {
8423         struct task_group *tg = css_tg(css);
8424
8425         sched_offline_group(tg);
8426 }
8427
8428 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8429 {
8430         struct task_group *tg = css_tg(css);
8431
8432         /*
8433          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8434          */
8435         sched_free_group(tg);
8436 }
8437
8438 /*
8439  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8440  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8441  */
8442 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8443 {
8444         struct rq_flags rf;
8445         struct rq *rq;
8446
8447         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8448
8449         update_rq_clock(rq);
8450         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8451
8452         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8453 }
8454
8455 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8456 {
8457         struct task_struct *task;
8458         struct cgroup_subsys_state *css;
8459         int ret = 0;
8460
8461         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8462 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8463                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8464                         return -EINVAL;
8465 #else
8466                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8467                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8468                         return -EINVAL;
8469 #endif
8470                 /*
8471                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8472                  * running, we're sure to observe its full state.
8473                  */
8474                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8475                 /*
8476                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8477                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8478                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8479                  */
8480                 if (task->state == TASK_NEW)
8481                         ret = -EINVAL;
8482                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8483
8484                 if (ret)
8485                         break;
8486         }
8487         return ret;
8488 }
8489
8490 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8491 {
8492         struct task_struct *task;
8493         struct cgroup_subsys_state *css;
8494
8495         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8496                 sched_move_task(task);
8497 }
8498
8499 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8500 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8501                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8502 {
8503         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8504 }
8505
8506 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8507                                struct cftype *cft)
8508 {
8509         struct task_group *tg = css_tg(css);
8510
8511         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8512 }
8513
8514 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8515 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8516
8517 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8518 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8519
8520 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8521
8522 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8523 {
8524         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8525         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8526
8527         if (tg == &root_task_group)
8528                 return -EINVAL;
8529
8530         /*
8531          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8532          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8533          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8534          */
8535         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8536                 return -EINVAL;
8537
8538         /*
8539          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8540          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8541          * feasibility.
8542          */
8543         if (period > max_cfs_quota_period)
8544                 return -EINVAL;
8545
8546         /*
8547          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8548          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8549          */
8550         get_online_cpus();
8551         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8552         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8553         if (ret)
8554                 goto out_unlock;
8555
8556         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8557         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8558         /*
8559          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8560          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8561          */
8562         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8563                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8564         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8565         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8566         cfs_b->quota = quota;
8567
8568         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8569         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8570         if (runtime_enabled)
8571                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8572         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8573
8574         for_each_online_cpu(i) {
8575                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8576                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8577
8578                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8579                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8580                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8581
8582                 if (cfs_rq->throttled)
8583                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8584                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8585         }
8586         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8587                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8588 out_unlock:
8589         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8590         put_online_cpus();
8591
8592         return ret;
8593 }
8594
8595 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8596 {
8597         u64 quota, period;
8598
8599         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8600         if (cfs_quota_us < 0)
8601                 quota = RUNTIME_INF;
8602         else
8603                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8604
8605         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8606 }
8607
8608 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8609 {
8610         u64 quota_us;
8611
8612         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8613                 return -1;
8614
8615         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8616         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8617
8618         return quota_us;
8619 }
8620
8621 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8622 {
8623         u64 quota, period;
8624
8625         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8626         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8627
8628         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8629 }
8630
8631 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8632 {
8633         u64 cfs_period_us;
8634
8635         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8636         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8637
8638         return cfs_period_us;
8639 }
8640
8641 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8642                                   struct cftype *cft)
8643 {
8644         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8645 }
8646
8647 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8648                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8649 {
8650         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8651 }
8652
8653 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8654                                    struct cftype *cft)
8655 {
8656         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8657 }
8658
8659 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8660                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8661 {
8662         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8663 }
8664
8665 struct cfs_schedulable_data {
8666         struct task_group *tg;
8667         u64 period, quota;
8668 };
8669
8670 /*
8671  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8672  * note: units are usecs
8673  */
8674 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8675                                struct cfs_schedulable_data *d)
8676 {
8677         u64 quota, period;
8678
8679         if (tg == d->tg) {
8680                 period = d->period;
8681                 quota = d->quota;
8682         } else {
8683                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8684                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8685         }
8686
8687         /* note: these should typically be equivalent */
8688         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8689                 return RUNTIME_INF;
8690
8691         return to_ratio(period, quota);
8692 }
8693
8694 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8695 {
8696         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8697         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8698         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8699
8700         if (!tg->parent) {
8701                 quota = RUNTIME_INF;
8702         } else {
8703                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8704
8705                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8706                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8707
8708                 /*
8709                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8710                  * limit is set
8711                  */
8712                 if (quota == RUNTIME_INF)
8713                         quota = parent_quota;
8714                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8715                         return -EINVAL;
8716         }
8717         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8718
8719         return 0;
8720 }
8721
8722 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8723 {
8724         int ret;
8725         struct cfs_schedulable_data data = {
8726                 .tg = tg,
8727                 .period = period,
8728                 .quota = quota,
8729         };
8730
8731         if (quota != RUNTIME_INF) {
8732                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8733                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8734         }
8735
8736         rcu_read_lock();
8737         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8738         rcu_read_unlock();
8739
8740         return ret;
8741 }
8742
8743 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8744 {
8745         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8746         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8747
8748         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8749         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8750         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8751
8752         return 0;
8753 }
8754 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8755 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8756
8757 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8758 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8759                                 struct cftype *cft, s64 val)
8760 {
8761         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8762 }
8763
8764 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8765                                struct cftype *cft)
8766 {
8767         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8768 }
8769
8770 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8771                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8772 {
8773         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8774 }
8775
8776 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8777                                    struct cftype *cft)
8778 {
8779         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8780 }
8781 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8782
8783 static struct cftype cpu_files[] = {
8784 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8785         {
8786                 .name = "shares",
8787                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8788                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8789         },
8790 #endif
8791 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8792         {
8793                 .name = "cfs_quota_us",
8794                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8795                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8796         },
8797         {
8798                 .name = "cfs_period_us",
8799                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8800                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8801         },
8802         {
8803                 .name = "stat",
8804                 .seq_show = cpu_stats_show,
8805         },
8806 #endif
8807 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8808         {
8809                 .name = "rt_runtime_us",
8810                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8811                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8812         },
8813         {
8814                 .name = "rt_period_us",
8815                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8816                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8817         },
8818 #endif
8819         { }     /* terminate */
8820 };
8821
8822 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8823         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8824         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8825         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8826         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8827         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8828         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8829         .legacy_cftypes = cpu_files,
8830         .early_init     = true,
8831 };
8832
8833 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8834
8835 void dump_cpu_task(int cpu)
8836 {
8837         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8838         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8839 }
8840
8841 /*
8842  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8843  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8844  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8845  * that remained on nice 0.
8846  *
8847  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8848  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8849  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8850  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8851  * the relative distance between them is ~25%.)
8852  */
8853 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8854  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8855  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8856  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8857  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8858  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8859  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8860  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8861  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8862 };
8863
8864 /*
8865  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8866  *
8867  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8868  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8869  * into multiplications:
8870  */
8871 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8872  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8873  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8874  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8875  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8876  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8877  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8878  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8879  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8880 };