]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
11a0684a29a70a71d55eef5be5770075dc59c7b9
[linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <uapi/linux/sched/types.h>
11 #include <linux/sched/loadavg.h>
12 #include <linux/cpuset.h>
13 #include <linux/delayacct.h>
14 #include <linux/init_task.h>
15 #include <linux/context_tracking.h>
16 #include <linux/rcupdate_wait.h>
17
18 #include <linux/blkdev.h>
19 #include <linux/kprobes.h>
20 #include <linux/mmu_context.h>
21 #include <linux/module.h>
22 #include <linux/nmi.h>
23 #include <linux/prefetch.h>
24 #include <linux/profile.h>
25 #include <linux/security.h>
26 #include <linux/syscalls.h>
27
28 #include <asm/switch_to.h>
29 #include <asm/tlb.h>
30 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
31 #include <asm/paravirt.h>
32 #endif
33
34 #include "sched.h"
35 #include "../workqueue_internal.h"
36 #include "../smpboot.h"
37
38 #define CREATE_TRACE_POINTS
39 #include <trace/events/sched.h>
40
41 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
42
43 /*
44  * Debugging: various feature bits
45  */
46
47 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
48         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
49
50 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
51 #include "features.h"
52         0;
53
54 #undef SCHED_FEAT
55
56 /*
57  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
58  * Limited because this is done with IRQs disabled.
59  */
60 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
61
62 /*
63  * period over which we average the RT time consumption, measured
64  * in ms.
65  *
66  * default: 1s
67  */
68 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
69
70 /*
71  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
72  * default: 1s
73  */
74 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
75
76 __read_mostly int scheduler_running;
77
78 /*
79  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
80  * default: 0.95s
81  */
82 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
83
84 /* CPUs with isolated domains */
85 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
86
87 /*
88  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
89  */
90 static struct rq *this_rq_lock(void)
91         __acquires(rq->lock)
92 {
93         struct rq *rq;
94
95         local_irq_disable();
96         rq = this_rq();
97         raw_spin_lock(&rq->lock);
98
99         return rq;
100 }
101
102 /*
103  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
104  */
105 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
106         __acquires(rq->lock)
107 {
108         struct rq *rq;
109
110         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
111
112         for (;;) {
113                 rq = task_rq(p);
114                 raw_spin_lock(&rq->lock);
115                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
116                         rq_pin_lock(rq, rf);
117                         return rq;
118                 }
119                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
120
121                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
122                         cpu_relax();
123         }
124 }
125
126 /*
127  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
128  */
129 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
130         __acquires(p->pi_lock)
131         __acquires(rq->lock)
132 {
133         struct rq *rq;
134
135         for (;;) {
136                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
137                 rq = task_rq(p);
138                 raw_spin_lock(&rq->lock);
139                 /*
140                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
141                  *
142                  *      ACQUIRE (rq->lock)
143                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
144                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
145                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
146                  *                                      [L] ->on_rq
147                  *      RELEASE (rq->lock)
148                  *
149                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
150                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
151                  *
152                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
153                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
154                  */
155                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
156                         rq_pin_lock(rq, rf);
157                         return rq;
158                 }
159                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
160                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
161
162                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
163                         cpu_relax();
164         }
165 }
166
167 /*
168  * RQ-clock updating methods:
169  */
170
171 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
172 {
173 /*
174  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
175  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
176  */
177 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
178         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
179 #endif
180 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
181         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
182
183         /*
184          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
185          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
186          * {soft,}irq region.
187          *
188          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
189          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
190          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
191          * monotonic.
192          *
193          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
194          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
195          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
196          * atomic ops.
197          */
198         if (irq_delta > delta)
199                 irq_delta = delta;
200
201         rq->prev_irq_time += irq_delta;
202         delta -= irq_delta;
203 #endif
204 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
205         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
206                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
207                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
208
209                 if (unlikely(steal > delta))
210                         steal = delta;
211
212                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
213                 delta -= steal;
214         }
215 #endif
216
217         rq->clock_task += delta;
218
219 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
220         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
221                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
222 #endif
223 }
224
225 void update_rq_clock(struct rq *rq)
226 {
227         s64 delta;
228
229         lockdep_assert_held(&rq->lock);
230
231         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
232                 return;
233
234 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
235         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
236 #endif
237         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
238         if (delta < 0)
239                 return;
240         rq->clock += delta;
241         update_rq_clock_task(rq, delta);
242 }
243
244
245 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
246 /*
247  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
248  */
249
250 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
251 {
252         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
253                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
254 }
255
256 /*
257  * High-resolution timer tick.
258  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
259  */
260 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
261 {
262         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
263
264         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
265
266         raw_spin_lock(&rq->lock);
267         update_rq_clock(rq);
268         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
269         raw_spin_unlock(&rq->lock);
270
271         return HRTIMER_NORESTART;
272 }
273
274 #ifdef CONFIG_SMP
275
276 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
277 {
278         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
279
280         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
281 }
282
283 /*
284  * called from hardirq (IPI) context
285  */
286 static void __hrtick_start(void *arg)
287 {
288         struct rq *rq = arg;
289
290         raw_spin_lock(&rq->lock);
291         __hrtick_restart(rq);
292         rq->hrtick_csd_pending = 0;
293         raw_spin_unlock(&rq->lock);
294 }
295
296 /*
297  * Called to set the hrtick timer state.
298  *
299  * called with rq->lock held and irqs disabled
300  */
301 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
302 {
303         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
304         ktime_t time;
305         s64 delta;
306
307         /*
308          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
309          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
310          */
311         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
312         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
313
314         hrtimer_set_expires(timer, time);
315
316         if (rq == this_rq()) {
317                 __hrtick_restart(rq);
318         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
319                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
320                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
321         }
322 }
323
324 #else
325 /*
326  * Called to set the hrtick timer state.
327  *
328  * called with rq->lock held and irqs disabled
329  */
330 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
331 {
332         /*
333          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
334          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
335          */
336         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
337         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
338                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
339 }
340 #endif /* CONFIG_SMP */
341
342 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
343 {
344 #ifdef CONFIG_SMP
345         rq->hrtick_csd_pending = 0;
346
347         rq->hrtick_csd.flags = 0;
348         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
349         rq->hrtick_csd.info = rq;
350 #endif
351
352         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
353         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
354 }
355 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
356 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
357 {
358 }
359
360 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
361 {
362 }
363 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
364
365 /*
366  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
367  */
368 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
369         ({                                                              \
370                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
371                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
372                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
373                                                                         \
374                 for (;;) {                                              \
375                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
376                         if (_old == _val)                               \
377                                 break;                                  \
378                         _val = _old;                                    \
379                 }                                                       \
380         _old;                                                           \
381 })
382
383 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
384 /*
385  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
386  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
387  * spurious IPIs.
388  */
389 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
390 {
391         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
392         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
393 }
394
395 /*
396  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
397  *
398  * If this returns true, then the idle task promises to call
399  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
400  */
401 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
402 {
403         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
404         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
405
406         for (;;) {
407                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
408                         return false;
409                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
410                         return true;
411                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
412                 if (old == val)
413                         break;
414                 val = old;
415         }
416         return true;
417 }
418
419 #else
420 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
421 {
422         set_tsk_need_resched(p);
423         return true;
424 }
425
426 #ifdef CONFIG_SMP
427 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
428 {
429         return false;
430 }
431 #endif
432 #endif
433
434 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
435 {
436         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
437
438         /*
439          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
440          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
441          * wakeup due to that.
442          *
443          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
444          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
445          */
446         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
447                 return;
448
449         get_task_struct(task);
450
451         /*
452          * The head is context local, there can be no concurrency.
453          */
454         *head->lastp = node;
455         head->lastp = &node->next;
456 }
457
458 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
459 {
460         struct wake_q_node *node = head->first;
461
462         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
463                 struct task_struct *task;
464
465                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
466                 BUG_ON(!task);
467                 /* Task can safely be re-inserted now: */
468                 node = node->next;
469                 task->wake_q.next = NULL;
470
471                 /*
472                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
473                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
474                  */
475                 wake_up_process(task);
476                 put_task_struct(task);
477         }
478 }
479
480 /*
481  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
482  *
483  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
484  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
485  * the target CPU.
486  */
487 void resched_curr(struct rq *rq)
488 {
489         struct task_struct *curr = rq->curr;
490         int cpu;
491
492         lockdep_assert_held(&rq->lock);
493
494         if (test_tsk_need_resched(curr))
495                 return;
496
497         cpu = cpu_of(rq);
498
499         if (cpu == smp_processor_id()) {
500                 set_tsk_need_resched(curr);
501                 set_preempt_need_resched();
502                 return;
503         }
504
505         if (set_nr_and_not_polling(curr))
506                 smp_send_reschedule(cpu);
507         else
508                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
509 }
510
511 void resched_cpu(int cpu)
512 {
513         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
514         unsigned long flags;
515
516         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
517                 return;
518         resched_curr(rq);
519         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
520 }
521
522 #ifdef CONFIG_SMP
523 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
524 /*
525  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
526  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
527  *
528  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
529  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
530  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
531  */
532 int get_nohz_timer_target(void)
533 {
534         int i, cpu = smp_processor_id();
535         struct sched_domain *sd;
536
537         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
538                 return cpu;
539
540         rcu_read_lock();
541         for_each_domain(cpu, sd) {
542                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
543                         if (cpu == i)
544                                 continue;
545
546                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
547                                 cpu = i;
548                                 goto unlock;
549                         }
550                 }
551         }
552
553         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
554                 cpu = housekeeping_any_cpu();
555 unlock:
556         rcu_read_unlock();
557         return cpu;
558 }
559
560 /*
561  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
562  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
563  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
564  * idle system the next event might even be infinite time into the
565  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
566  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
567  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
568  * wheel for the next timer event.
569  */
570 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
571 {
572         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
573
574         if (cpu == smp_processor_id())
575                 return;
576
577         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
578                 smp_send_reschedule(cpu);
579         else
580                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
581 }
582
583 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
584 {
585         /*
586          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
587          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
588          * If needed we can still optimize that later with an
589          * empty IRQ.
590          */
591         if (cpu_is_offline(cpu))
592                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
593         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
594                 if (cpu != smp_processor_id() ||
595                     tick_nohz_tick_stopped())
596                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
597                 return true;
598         }
599
600         return false;
601 }
602
603 /*
604  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
605  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
606  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
607  */
608 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
609 {
610         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
611                 wake_up_idle_cpu(cpu);
612 }
613
614 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
615 {
616         int cpu = smp_processor_id();
617
618         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
619                 return false;
620
621         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
622                 return true;
623
624         /*
625          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
626          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
627          */
628         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
629         return false;
630 }
631
632 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
633
634 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
635 {
636         return false;
637 }
638
639 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
640
641 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
642 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
643 {
644         int fifo_nr_running;
645
646         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
647         if (rq->dl.dl_nr_running)
648                 return false;
649
650         /*
651          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
652          * actual RR behaviour.
653          */
654         if (rq->rt.rr_nr_running) {
655                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
656                         return true;
657                 else
658                         return false;
659         }
660
661         /*
662          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
663          * forced preemption between FIFO tasks.
664          */
665         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
666         if (fifo_nr_running)
667                 return true;
668
669         /*
670          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
671          * if there's more than one we need the tick for involuntary
672          * preemption.
673          */
674         if (rq->nr_running > 1)
675                 return false;
676
677         return true;
678 }
679 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
680
681 void sched_avg_update(struct rq *rq)
682 {
683         s64 period = sched_avg_period();
684
685         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
686                 /*
687                  * Inline assembly required to prevent the compiler
688                  * optimising this loop into a divmod call.
689                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
690                  */
691                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
692                 rq->age_stamp += period;
693                 rq->rt_avg /= 2;
694         }
695 }
696
697 #endif /* CONFIG_SMP */
698
699 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
700                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
701 /*
702  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
703  * node and @up when leaving it for the final time.
704  *
705  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
706  */
707 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
708                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
709 {
710         struct task_group *parent, *child;
711         int ret;
712
713         parent = from;
714
715 down:
716         ret = (*down)(parent, data);
717         if (ret)
718                 goto out;
719         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
720                 parent = child;
721                 goto down;
722
723 up:
724                 continue;
725         }
726         ret = (*up)(parent, data);
727         if (ret || parent == from)
728                 goto out;
729
730         child = parent;
731         parent = parent->parent;
732         if (parent)
733                 goto up;
734 out:
735         return ret;
736 }
737
738 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
739 {
740         return 0;
741 }
742 #endif
743
744 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
745 {
746         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
747         struct load_weight *load = &p->se.load;
748
749         /*
750          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
751          */
752         if (idle_policy(p->policy)) {
753                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
754                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
755                 return;
756         }
757
758         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
759         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
760 }
761
762 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
763 {
764         update_rq_clock(rq);
765         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
766                 sched_info_queued(rq, p);
767         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
768 }
769
770 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
771 {
772         update_rq_clock(rq);
773         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
774                 sched_info_dequeued(rq, p);
775         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
776 }
777
778 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
779 {
780         if (task_contributes_to_load(p))
781                 rq->nr_uninterruptible--;
782
783         enqueue_task(rq, p, flags);
784 }
785
786 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
787 {
788         if (task_contributes_to_load(p))
789                 rq->nr_uninterruptible++;
790
791         dequeue_task(rq, p, flags);
792 }
793
794 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
795 {
796         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
797         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
798
799         if (stop) {
800                 /*
801                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
802                  * userspace knows about and won't get confused about.
803                  *
804                  * Also, it will make PI more or less work without too
805                  * much confusion -- but then, stop work should not
806                  * rely on PI working anyway.
807                  */
808                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
809
810                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
811         }
812
813         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
814
815         if (old_stop) {
816                 /*
817                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
818                  * it can die in pieces.
819                  */
820                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
821         }
822 }
823
824 /*
825  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
826  */
827 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
828 {
829         return p->static_prio;
830 }
831
832 /*
833  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
834  * without taking RT-inheritance into account. Might be
835  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
836  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
837  * estimator recalculates.
838  */
839 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
840 {
841         int prio;
842
843         if (task_has_dl_policy(p))
844                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
845         else if (task_has_rt_policy(p))
846                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
847         else
848                 prio = __normal_prio(p);
849         return prio;
850 }
851
852 /*
853  * Calculate the current priority, i.e. the priority
854  * taken into account by the scheduler. This value might
855  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
856  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
857  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
858  */
859 static int effective_prio(struct task_struct *p)
860 {
861         p->normal_prio = normal_prio(p);
862         /*
863          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
864          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
865          * to the normal priority:
866          */
867         if (!rt_prio(p->prio))
868                 return p->normal_prio;
869         return p->prio;
870 }
871
872 /**
873  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
874  * @p: the task in question.
875  *
876  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
877  */
878 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
879 {
880         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
881 }
882
883 /*
884  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
885  * use the balance_callback list if you want balancing.
886  *
887  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
888  * balance_callback().
889  */
890 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
891                                        const struct sched_class *prev_class,
892                                        int oldprio)
893 {
894         if (prev_class != p->sched_class) {
895                 if (prev_class->switched_from)
896                         prev_class->switched_from(rq, p);
897
898                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
899         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
900                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
901 }
902
903 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
904 {
905         const struct sched_class *class;
906
907         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
908                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
909         } else {
910                 for_each_class(class) {
911                         if (class == rq->curr->sched_class)
912                                 break;
913                         if (class == p->sched_class) {
914                                 resched_curr(rq);
915                                 break;
916                         }
917                 }
918         }
919
920         /*
921          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
922          * this case, we can save a useless back to back clock update.
923          */
924         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
925                 rq_clock_skip_update(rq, true);
926 }
927
928 #ifdef CONFIG_SMP
929 /*
930  * This is how migration works:
931  *
932  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
933  *    stop_one_cpu().
934  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
935  *    off the CPU)
936  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
937  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
938  *    it and puts it into the right queue.
939  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
940  *    is done.
941  */
942
943 /*
944  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
945  *
946  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
947  */
948 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
949 {
950         lockdep_assert_held(&rq->lock);
951
952         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
953         dequeue_task(rq, p, 0);
954         set_task_cpu(p, new_cpu);
955         raw_spin_unlock(&rq->lock);
956
957         rq = cpu_rq(new_cpu);
958
959         raw_spin_lock(&rq->lock);
960         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
961         enqueue_task(rq, p, 0);
962         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
963         check_preempt_curr(rq, p, 0);
964
965         return rq;
966 }
967
968 struct migration_arg {
969         struct task_struct *task;
970         int dest_cpu;
971 };
972
973 /*
974  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
975  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
976  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
977  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
978  *
979  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
980  * as the task is no longer on this CPU.
981  */
982 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
983 {
984         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
985                 return rq;
986
987         /* Affinity changed (again). */
988         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
989                 return rq;
990
991         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
992
993         return rq;
994 }
995
996 /*
997  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
998  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
999  * 'pushing' onto another runqueue.
1000  */
1001 static int migration_cpu_stop(void *data)
1002 {
1003         struct migration_arg *arg = data;
1004         struct task_struct *p = arg->task;
1005         struct rq *rq = this_rq();
1006
1007         /*
1008          * The original target CPU might have gone down and we might
1009          * be on another CPU but it doesn't matter.
1010          */
1011         local_irq_disable();
1012         /*
1013          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1014          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1015          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1016          */
1017         sched_ttwu_pending();
1018
1019         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1020         raw_spin_lock(&rq->lock);
1021         /*
1022          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1023          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1024          * we're holding p->pi_lock.
1025          */
1026         if (task_rq(p) == rq) {
1027                 if (task_on_rq_queued(p))
1028                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1029                 else
1030                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1031         }
1032         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1033         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1034
1035         local_irq_enable();
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 /*
1040  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1041  * actually call this function.
1042  */
1043 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1044 {
1045         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1046         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1047 }
1048
1049 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1050 {
1051         struct rq *rq = task_rq(p);
1052         bool queued, running;
1053
1054         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1055
1056         queued = task_on_rq_queued(p);
1057         running = task_current(rq, p);
1058
1059         if (queued) {
1060                 /*
1061                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1062                  * holding rq->lock.
1063                  */
1064                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1065                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1066         }
1067         if (running)
1068                 put_prev_task(rq, p);
1069
1070         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1071
1072         if (queued)
1073                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1074         if (running)
1075                 set_curr_task(rq, p);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1080  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1081  * is removed from the allowed bitmask.
1082  *
1083  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1084  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1085  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1086  */
1087 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1088                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1089 {
1090         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1091         unsigned int dest_cpu;
1092         struct rq_flags rf;
1093         struct rq *rq;
1094         int ret = 0;
1095
1096         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1097         update_rq_clock(rq);
1098
1099         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1100                 /*
1101                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1102                  */
1103                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1104         }
1105
1106         /*
1107          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1108          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1109          */
1110         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1111                 ret = -EINVAL;
1112                 goto out;
1113         }
1114
1115         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1116                 goto out;
1117
1118         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1119                 ret = -EINVAL;
1120                 goto out;
1121         }
1122
1123         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1124
1125         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1126                 /*
1127                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1128                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1129                  */
1130                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1131                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1132                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1133         }
1134
1135         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1136         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1137                 goto out;
1138
1139         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1140         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1141                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1142                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1143                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1144                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1145                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1146                 return 0;
1147         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1148                 /*
1149                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1150                  * afterwards anyway.
1151                  */
1152                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1153                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1154                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1155         }
1156 out:
1157         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1158
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1163 {
1164         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1167
1168 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1169 {
1170 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1171         /*
1172          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1173          * ttwu() will sort out the placement.
1174          */
1175         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1176                         !p->on_rq);
1177
1178         /*
1179          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1180          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1181          * time relying on p->on_rq.
1182          */
1183         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1184                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1185                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1186
1187 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1188         /*
1189          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1190          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1191          *
1192          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1193          * see task_group().
1194          *
1195          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1196          * task_rq_lock().
1197          */
1198         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1199                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1200 #endif
1201 #endif
1202
1203         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1204
1205         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1206                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1207                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1208                 p->se.nr_migrations++;
1209                 perf_event_task_migrate(p);
1210         }
1211
1212         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1213 }
1214
1215 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1216 {
1217         if (task_on_rq_queued(p)) {
1218                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1219
1220                 src_rq = task_rq(p);
1221                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1222
1223                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1224                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1225                 set_task_cpu(p, cpu);
1226                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1227                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1228                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1229         } else {
1230                 /*
1231                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1232                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1233                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1234                  */
1235                 p->wake_cpu = cpu;
1236         }
1237 }
1238
1239 struct migration_swap_arg {
1240         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1241         int src_cpu, dst_cpu;
1242 };
1243
1244 static int migrate_swap_stop(void *data)
1245 {
1246         struct migration_swap_arg *arg = data;
1247         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1248         int ret = -EAGAIN;
1249
1250         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1251                 return -EAGAIN;
1252
1253         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1254         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1255
1256         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1257                         &arg->dst_task->pi_lock);
1258         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1259
1260         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1261                 goto unlock;
1262
1263         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1264                 goto unlock;
1265
1266         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1267                 goto unlock;
1268
1269         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1270                 goto unlock;
1271
1272         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1273         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1274
1275         ret = 0;
1276
1277 unlock:
1278         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1279         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1280         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1281
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Cross migrate two tasks
1287  */
1288 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1289 {
1290         struct migration_swap_arg arg;
1291         int ret = -EINVAL;
1292
1293         arg = (struct migration_swap_arg){
1294                 .src_task = cur,
1295                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1296                 .dst_task = p,
1297                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1298         };
1299
1300         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1301                 goto out;
1302
1303         /*
1304          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1305          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1306          */
1307         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1308                 goto out;
1309
1310         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1311                 goto out;
1312
1313         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1314                 goto out;
1315
1316         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1317         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1318
1319 out:
1320         return ret;
1321 }
1322
1323 /*
1324  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1325  *
1326  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1327  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1328  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1329  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1330  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1331  * @p has remained unscheduled the whole time.
1332  *
1333  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1334  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1335  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1336  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1337  * waiting to become inactive.
1338  */
1339 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1340 {
1341         int running, queued;
1342         struct rq_flags rf;
1343         unsigned long ncsw;
1344         struct rq *rq;
1345
1346         for (;;) {
1347                 /*
1348                  * We do the initial early heuristics without holding
1349                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1350                  * the runqueue lock when things look like they will
1351                  * work out!
1352                  */
1353                 rq = task_rq(p);
1354
1355                 /*
1356                  * If the task is actively running on another CPU
1357                  * still, just relax and busy-wait without holding
1358                  * any locks.
1359                  *
1360                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1361                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1362                  * But we don't care, since "task_running()" will
1363                  * return false if the runqueue has changed and p
1364                  * is actually now running somewhere else!
1365                  */
1366                 while (task_running(rq, p)) {
1367                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1368                                 return 0;
1369                         cpu_relax();
1370                 }
1371
1372                 /*
1373                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1374                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1375                  * just go back and repeat.
1376                  */
1377                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1378                 trace_sched_wait_task(p);
1379                 running = task_running(rq, p);
1380                 queued = task_on_rq_queued(p);
1381                 ncsw = 0;
1382                 if (!match_state || p->state == match_state)
1383                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1384                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1385
1386                 /*
1387                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1388                  */
1389                 if (unlikely(!ncsw))
1390                         break;
1391
1392                 /*
1393                  * Was it really running after all now that we
1394                  * checked with the proper locks actually held?
1395                  *
1396                  * Oops. Go back and try again..
1397                  */
1398                 if (unlikely(running)) {
1399                         cpu_relax();
1400                         continue;
1401                 }
1402
1403                 /*
1404                  * It's not enough that it's not actively running,
1405                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1406                  * preempted!
1407                  *
1408                  * So if it was still runnable (but just not actively
1409                  * running right now), it's preempted, and we should
1410                  * yield - it could be a while.
1411                  */
1412                 if (unlikely(queued)) {
1413                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1414
1415                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1416                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1417                         continue;
1418                 }
1419
1420                 /*
1421                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1422                  * runnable, which means that it will never become
1423                  * running in the future either. We're all done!
1424                  */
1425                 break;
1426         }
1427
1428         return ncsw;
1429 }
1430
1431 /***
1432  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1433  * @p: the to-be-kicked thread
1434  *
1435  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1436  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1437  *
1438  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1439  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1440  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1441  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1442  * achieved as well.
1443  */
1444 void kick_process(struct task_struct *p)
1445 {
1446         int cpu;
1447
1448         preempt_disable();
1449         cpu = task_cpu(p);
1450         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1451                 smp_send_reschedule(cpu);
1452         preempt_enable();
1453 }
1454 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1455
1456 /*
1457  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1458  *
1459  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1460  *
1461  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1462  *
1463  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1464  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1465  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1466  *    see it.
1467  *
1468  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1469  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1470  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1471  *    off.
1472  *
1473  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1474  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1475  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1476  * to satisfy the above rules.
1477  */
1478 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1479 {
1480         int nid = cpu_to_node(cpu);
1481         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1482         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1483         int dest_cpu;
1484
1485         /*
1486          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1487          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1488          * select the CPU on the other node.
1489          */
1490         if (nid != -1) {
1491                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1492
1493                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1494                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1495                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1496                                 continue;
1497                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1498                                 return dest_cpu;
1499                 }
1500         }
1501
1502         for (;;) {
1503                 /* Any allowed, online CPU? */
1504                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1505                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1506                                 continue;
1507                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1508                                 continue;
1509                         goto out;
1510                 }
1511
1512                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1513                 switch (state) {
1514                 case cpuset:
1515                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1516                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1517                                 state = possible;
1518                                 break;
1519                         }
1520                         /* Fall-through */
1521                 case possible:
1522                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1523                         state = fail;
1524                         break;
1525
1526                 case fail:
1527                         BUG();
1528                         break;
1529                 }
1530         }
1531
1532 out:
1533         if (state != cpuset) {
1534                 /*
1535                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1536                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1537                  * leave kernel.
1538                  */
1539                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1540                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1541                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1542                 }
1543         }
1544
1545         return dest_cpu;
1546 }
1547
1548 /*
1549  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1550  */
1551 static inline
1552 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1553 {
1554         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1555
1556         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1557                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1558         else
1559                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1560
1561         /*
1562          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1563          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1564          * CPU.
1565          *
1566          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1567          *
1568          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1569          *   not worry about this generic constraint ]
1570          */
1571         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1572                      !cpu_online(cpu)))
1573                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1574
1575         return cpu;
1576 }
1577
1578 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1579 {
1580         s64 diff = sample - *avg;
1581         *avg += diff >> 3;
1582 }
1583
1584 #else
1585
1586 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1587                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1588 {
1589         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1590 }
1591
1592 #endif /* CONFIG_SMP */
1593
1594 static void
1595 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1596 {
1597         struct rq *rq;
1598
1599         if (!schedstat_enabled())
1600                 return;
1601
1602         rq = this_rq();
1603
1604 #ifdef CONFIG_SMP
1605         if (cpu == rq->cpu) {
1606                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1607                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1608         } else {
1609                 struct sched_domain *sd;
1610
1611                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1612                 rcu_read_lock();
1613                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1614                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1615                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1616                                 break;
1617                         }
1618                 }
1619                 rcu_read_unlock();
1620         }
1621
1622         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1623                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1624 #endif /* CONFIG_SMP */
1625
1626         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1627         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1628
1629         if (wake_flags & WF_SYNC)
1630                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1631 }
1632
1633 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1634 {
1635         activate_task(rq, p, en_flags);
1636         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1637
1638         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1639         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1640                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1641 }
1642
1643 /*
1644  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1645  */
1646 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1647                            struct rq_flags *rf)
1648 {
1649         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1650         p->state = TASK_RUNNING;
1651         trace_sched_wakeup(p);
1652
1653 #ifdef CONFIG_SMP
1654         if (p->sched_class->task_woken) {
1655                 /*
1656                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1657                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1658                  */
1659                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1660                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1661                 rq_repin_lock(rq, rf);
1662         }
1663
1664         if (rq->idle_stamp) {
1665                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1666                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1667
1668                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1669
1670                 if (rq->avg_idle > max)
1671                         rq->avg_idle = max;
1672
1673                 rq->idle_stamp = 0;
1674         }
1675 #endif
1676 }
1677
1678 static void
1679 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1680                  struct rq_flags *rf)
1681 {
1682         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1683
1684         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1685
1686 #ifdef CONFIG_SMP
1687         if (p->sched_contributes_to_load)
1688                 rq->nr_uninterruptible--;
1689
1690         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1691                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1692 #endif
1693
1694         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1695         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1700  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1701  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1702  * the task is still ->on_rq.
1703  */
1704 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1705 {
1706         struct rq_flags rf;
1707         struct rq *rq;
1708         int ret = 0;
1709
1710         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1711         if (task_on_rq_queued(p)) {
1712                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1713                 update_rq_clock(rq);
1714                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1715                 ret = 1;
1716         }
1717         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1718
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 #ifdef CONFIG_SMP
1723 void sched_ttwu_pending(void)
1724 {
1725         struct rq *rq = this_rq();
1726         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1727         struct task_struct *p;
1728         unsigned long flags;
1729         struct rq_flags rf;
1730
1731         if (!llist)
1732                 return;
1733
1734         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1735         rq_pin_lock(rq, &rf);
1736
1737         while (llist) {
1738                 int wake_flags = 0;
1739
1740                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1741                 llist = llist_next(llist);
1742
1743                 if (p->sched_remote_wakeup)
1744                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1745
1746                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1747         }
1748
1749         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1750         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1751 }
1752
1753 void scheduler_ipi(void)
1754 {
1755         /*
1756          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1757          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1758          * this IPI.
1759          */
1760         preempt_fold_need_resched();
1761
1762         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1763                 return;
1764
1765         /*
1766          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1767          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1768          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1769          * we do call them.
1770          *
1771          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1772          * properly.
1773          *
1774          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1775          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1776          * somewhat pessimize the simple resched case.
1777          */
1778         irq_enter();
1779         sched_ttwu_pending();
1780
1781         /*
1782          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1783          */
1784         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1785                 this_rq()->idle_balance = 1;
1786                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1787         }
1788         irq_exit();
1789 }
1790
1791 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1792 {
1793         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1794
1795         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1796
1797         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1798                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1799                         smp_send_reschedule(cpu);
1800                 else
1801                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1802         }
1803 }
1804
1805 void wake_up_if_idle(int cpu)
1806 {
1807         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1808         unsigned long flags;
1809
1810         rcu_read_lock();
1811
1812         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1813                 goto out;
1814
1815         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1816                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1817         } else {
1818                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1819                 if (is_idle_task(rq->curr))
1820                         smp_send_reschedule(cpu);
1821                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1822                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1823         }
1824
1825 out:
1826         rcu_read_unlock();
1827 }
1828
1829 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1830 {
1831         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1832 }
1833 #endif /* CONFIG_SMP */
1834
1835 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1836 {
1837         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1838         struct rq_flags rf;
1839
1840 #if defined(CONFIG_SMP)
1841         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1842                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1843                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1844                 return;
1845         }
1846 #endif
1847
1848         raw_spin_lock(&rq->lock);
1849         rq_pin_lock(rq, &rf);
1850         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1851         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1852         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1853 }
1854
1855 /*
1856  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1857  *
1858  *  MIGRATION
1859  *
1860  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1861  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1862  * execution on its new CPU [c1].
1863  *
1864  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1865  *
1866  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1867  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1868  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1869  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1870  *
1871  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1872  * Note: we only require RCpc transitivity.
1873  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1874  *
1875  * Example:
1876  *
1877  *   CPU0            CPU1            CPU2
1878  *
1879  *   LOCK rq(0)->lock
1880  *   sched-out X
1881  *   sched-in Y
1882  *   UNLOCK rq(0)->lock
1883  *
1884  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1885  *                                   dequeue X
1886  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1887  *
1888  *                                   LOCK rq(1)->lock
1889  *                                   enqueue X
1890  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1891  *
1892  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1893  *                   sched-out Z
1894  *                   sched-in X
1895  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1896  *
1897  *
1898  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1899  *
1900  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1901  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1902  * chain to provide order. Instead we do:
1903  *
1904  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1905  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1906  *
1907  * Example:
1908  *
1909  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1910  *
1911  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1912  *   dequeue X
1913  *   sched-out X
1914  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1915  *
1916  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1917  *                    X->state = WAKING
1918  *                    set_task_cpu(X,2)
1919  *
1920  *                    LOCK rq(2)->lock
1921  *                    enqueue X
1922  *                    X->state = RUNNING
1923  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1924  *
1925  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1926  *                                          sched-out Z
1927  *                                          sched-in X
1928  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1929  *
1930  *                    UNLOCK X->pi_lock
1931  *   UNLOCK rq(0)->lock
1932  *
1933  *
1934  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1935  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1936  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1937  * its wakeup.
1938  *
1939  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1940  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1941  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1942  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1943  *
1944  */
1945
1946 /**
1947  * try_to_wake_up - wake up a thread
1948  * @p: the thread to be awakened
1949  * @state: the mask of task states that can be woken
1950  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1951  *
1952  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1953  *
1954  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1955  *
1956  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1957  * set_current_state().
1958  *
1959  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1960  *         %false otherwise.
1961  */
1962 static int
1963 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1964 {
1965         unsigned long flags;
1966         int cpu, success = 0;
1967
1968         /*
1969          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1970          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1971          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1972          * set_current_state() the waiting thread does.
1973          */
1974         smp_mb__before_spinlock();
1975         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1976         if (!(p->state & state))
1977                 goto out;
1978
1979         trace_sched_waking(p);
1980
1981         /* We're going to change ->state: */
1982         success = 1;
1983         cpu = task_cpu(p);
1984
1985         /*
1986          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1987          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1988          * in smp_cond_load_acquire() below.
1989          *
1990          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1991          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1992          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1993          *                              \
1994          *                               +---   RMB
1995          * schedule()                   /
1996          *       LOCK rq->lock    -----'
1997          *       UNLOCK rq->lock
1998          *
1999          * [task p]
2000          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2001          *
2002          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2003          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2004          * current.
2005          */
2006         smp_rmb();
2007         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2008                 goto stat;
2009
2010 #ifdef CONFIG_SMP
2011         /*
2012          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2013          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2014          *
2015          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2016          * from the runqueue.
2017          *
2018          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2019          *      UNLOCK rq->lock
2020          *                      RMB
2021          *      LOCK   rq->lock
2022          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2023          *
2024          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2025          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2026          * task, the second putting it to sleep.
2027          */
2028         smp_rmb();
2029
2030         /*
2031          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2032          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2033          *
2034          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2035          *
2036          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2037          * their previous state and preserve Program Order.
2038          */
2039         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2040
2041         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2042         p->state = TASK_WAKING;
2043
2044         if (p->in_iowait) {
2045                 delayacct_blkio_end();
2046                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2047         }
2048
2049         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2050         if (task_cpu(p) != cpu) {
2051                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2052                 set_task_cpu(p, cpu);
2053         }
2054
2055 #else /* CONFIG_SMP */
2056
2057         if (p->in_iowait) {
2058                 delayacct_blkio_end();
2059                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2060         }
2061
2062 #endif /* CONFIG_SMP */
2063
2064         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2065 stat:
2066         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2067 out:
2068         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2069
2070         return success;
2071 }
2072
2073 /**
2074  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2075  * @p: the thread to be awakened
2076  * @cookie: context's cookie for pinning
2077  *
2078  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2079  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2080  * the current task.
2081  */
2082 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2083 {
2084         struct rq *rq = task_rq(p);
2085
2086         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2087             WARN_ON_ONCE(p == current))
2088                 return;
2089
2090         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2091
2092         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2093                 /*
2094                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2095                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2096                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2097                  * not yet picked a replacement task.
2098                  */
2099                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2100                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2101                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2102                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2103                 rq_repin_lock(rq, rf);
2104         }
2105
2106         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2107                 goto out;
2108
2109         trace_sched_waking(p);
2110
2111         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2112                 if (p->in_iowait) {
2113                         delayacct_blkio_end();
2114                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2115                 }
2116                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2117         }
2118
2119         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2120         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2121 out:
2122         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2123 }
2124
2125 /**
2126  * wake_up_process - Wake up a specific process
2127  * @p: The process to be woken up.
2128  *
2129  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2130  * processes.
2131  *
2132  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2133  *
2134  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2135  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2136  */
2137 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2138 {
2139         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2140 }
2141 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2142
2143 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2144 {
2145         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2150  */
2151 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2152 {
2153         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2154
2155         dl_se->dl_runtime = 0;
2156         dl_se->dl_deadline = 0;
2157         dl_se->dl_period = 0;
2158         dl_se->flags = 0;
2159         dl_se->dl_bw = 0;
2160
2161         dl_se->dl_throttled = 0;
2162         dl_se->dl_yielded = 0;
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2167  * p is forked by current.
2168  *
2169  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2170  */
2171 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2172 {
2173         p->on_rq                        = 0;
2174
2175         p->se.on_rq                     = 0;
2176         p->se.exec_start                = 0;
2177         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2178         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2179         p->se.nr_migrations             = 0;
2180         p->se.vruntime                  = 0;
2181         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2182
2183 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2184         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2185 #endif
2186
2187 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2188         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2189         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2190 #endif
2191
2192         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2193         init_dl_task_timer(&p->dl);
2194         __dl_clear_params(p);
2195
2196         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2197         p->rt.timeout           = 0;
2198         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2199         p->rt.on_rq             = 0;
2200         p->rt.on_list           = 0;
2201
2202 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2203         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2204 #endif
2205
2206 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2207         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2208                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2209                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2210         }
2211
2212         if (clone_flags & CLONE_VM)
2213                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2214         else
2215                 p->numa_preferred_nid = -1;
2216
2217         p->node_stamp = 0ULL;
2218         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2219         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2220         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2221         p->numa_faults = NULL;
2222         p->last_task_numa_placement = 0;
2223         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2224
2225         p->numa_group = NULL;
2226 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2227 }
2228
2229 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2230
2231 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2232
2233 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2234 {
2235         if (enabled)
2236                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2237         else
2238                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2239 }
2240
2241 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2242 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2243                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2244 {
2245         struct ctl_table t;
2246         int err;
2247         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2248
2249         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2250                 return -EPERM;
2251
2252         t = *table;
2253         t.data = &state;
2254         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2255         if (err < 0)
2256                 return err;
2257         if (write)
2258                 set_numabalancing_state(state);
2259         return err;
2260 }
2261 #endif
2262 #endif
2263
2264 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2265
2266 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2267 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2268
2269 static void set_schedstats(bool enabled)
2270 {
2271         if (enabled)
2272                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2273         else
2274                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2275 }
2276
2277 void force_schedstat_enabled(void)
2278 {
2279         if (!schedstat_enabled()) {
2280                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2281                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2282         }
2283 }
2284
2285 static int __init setup_schedstats(char *str)
2286 {
2287         int ret = 0;
2288         if (!str)
2289                 goto out;
2290
2291         /*
2292          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2293          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2294          * variable so init_schedstats() can do it later.
2295          */
2296         if (!strcmp(str, "enable")) {
2297                 __sched_schedstats = true;
2298                 ret = 1;
2299         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2300                 __sched_schedstats = false;
2301                 ret = 1;
2302         }
2303 out:
2304         if (!ret)
2305                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2306
2307         return ret;
2308 }
2309 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2310
2311 static void __init init_schedstats(void)
2312 {
2313         set_schedstats(__sched_schedstats);
2314 }
2315
2316 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2317 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2318                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2319 {
2320         struct ctl_table t;
2321         int err;
2322         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2323
2324         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2325                 return -EPERM;
2326
2327         t = *table;
2328         t.data = &state;
2329         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2330         if (err < 0)
2331                 return err;
2332         if (write)
2333                 set_schedstats(state);
2334         return err;
2335 }
2336 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2337 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2338 static inline void init_schedstats(void) {}
2339 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2340
2341 /*
2342  * fork()/clone()-time setup:
2343  */
2344 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2345 {
2346         unsigned long flags;
2347         int cpu = get_cpu();
2348
2349         __sched_fork(clone_flags, p);
2350         /*
2351          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2352          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2353          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2354          */
2355         p->state = TASK_NEW;
2356
2357         /*
2358          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2359          */
2360         p->prio = current->normal_prio;
2361
2362         /*
2363          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2364          */
2365         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2366                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2367                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2368                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2369                         p->rt_priority = 0;
2370                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2371                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2372
2373                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2374                 set_load_weight(p);
2375
2376                 /*
2377                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2378                  * fulfilled its duty:
2379                  */
2380                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2381         }
2382
2383         if (dl_prio(p->prio)) {
2384                 put_cpu();
2385                 return -EAGAIN;
2386         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2387                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2388         } else {
2389                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2390         }
2391
2392         init_entity_runnable_average(&p->se);
2393
2394         /*
2395          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2396          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2397          * is ran before sched_fork().
2398          *
2399          * Silence PROVE_RCU.
2400          */
2401         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2402         /*
2403          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2404          * so use __set_task_cpu().
2405          */
2406         __set_task_cpu(p, cpu);
2407         if (p->sched_class->task_fork)
2408                 p->sched_class->task_fork(p);
2409         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2410
2411 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2412         if (likely(sched_info_on()))
2413                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2414 #endif
2415 #if defined(CONFIG_SMP)
2416         p->on_cpu = 0;
2417 #endif
2418         init_task_preempt_count(p);
2419 #ifdef CONFIG_SMP
2420         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2421         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2422 #endif
2423
2424         put_cpu();
2425         return 0;
2426 }
2427
2428 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2429 {
2430         if (runtime == RUNTIME_INF)
2431                 return 1ULL << 20;
2432
2433         /*
2434          * Doing this here saves a lot of checks in all
2435          * the calling paths, and returning zero seems
2436          * safe for them anyway.
2437          */
2438         if (period == 0)
2439                 return 0;
2440
2441         return div64_u64(runtime << 20, period);
2442 }
2443
2444 #ifdef CONFIG_SMP
2445 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2446 {
2447         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2448                          "sched RCU must be held");
2449         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2450 }
2451
2452 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2453 {
2454         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2455         int cpus = 0;
2456
2457         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2458                          "sched RCU must be held");
2459         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2460                 cpus++;
2461
2462         return cpus;
2463 }
2464 #else
2465 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2466 {
2467         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2468 }
2469
2470 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2471 {
2472         return 1;
2473 }
2474 #endif
2475
2476 /*
2477  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2478  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2479  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2480  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2481  *
2482  * This function is called while holding p's rq->lock.
2483  *
2484  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2485  * __setparam_dl().
2486  */
2487 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2488                        const struct sched_attr *attr)
2489 {
2490
2491         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2492         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2493         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2494         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2495         int cpus, err = -1;
2496
2497         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2498         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2499                 return 0;
2500
2501         /*
2502          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2503          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2504          * allocated bandwidth of the container.
2505          */
2506         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2507         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2508         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2509             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2510                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2511                 err = 0;
2512         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2513                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2514                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2515                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2516                 err = 0;
2517         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2518                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2519                 err = 0;
2520         }
2521         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2522
2523         return err;
2524 }
2525
2526 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2527
2528 /*
2529  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2530  *
2531  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2532  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2533  * on the runqueue and wakes it.
2534  */
2535 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2536 {
2537         struct rq_flags rf;
2538         struct rq *rq;
2539
2540         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2541         p->state = TASK_RUNNING;
2542 #ifdef CONFIG_SMP
2543         /*
2544          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2545          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2546          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2547          *
2548          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2549          * as we're not fully set-up yet.
2550          */
2551         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2552 #endif
2553         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2554         update_rq_clock(rq);
2555         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2556
2557         activate_task(rq, p, 0);
2558         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2559         trace_sched_wakeup_new(p);
2560         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2561 #ifdef CONFIG_SMP
2562         if (p->sched_class->task_woken) {
2563                 /*
2564                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2565                  * drop it.
2566                  */
2567                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2568                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2569                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2570         }
2571 #endif
2572         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2573 }
2574
2575 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2576
2577 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2578
2579 void preempt_notifier_inc(void)
2580 {
2581         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2582 }
2583 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2584
2585 void preempt_notifier_dec(void)
2586 {
2587         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2588 }
2589 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2590
2591 /**
2592  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2593  * @notifier: notifier struct to register
2594  */
2595 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2596 {
2597         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2598                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2599
2600         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2601 }
2602 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2603
2604 /**
2605  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2606  * @notifier: notifier struct to unregister
2607  *
2608  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2609  */
2610 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2611 {
2612         hlist_del(&notifier->link);
2613 }
2614 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2615
2616 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2617 {
2618         struct preempt_notifier *notifier;
2619
2620         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2621                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2622 }
2623
2624 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2625 {
2626         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2627                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2628 }
2629
2630 static void
2631 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2632                                    struct task_struct *next)
2633 {
2634         struct preempt_notifier *notifier;
2635
2636         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2637                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2638 }
2639
2640 static __always_inline void
2641 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2642                                  struct task_struct *next)
2643 {
2644         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2645                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2646 }
2647
2648 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2649
2650 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2651 {
2652 }
2653
2654 static inline void
2655 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2656                                  struct task_struct *next)
2657 {
2658 }
2659
2660 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2661
2662 /**
2663  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2664  * @rq: the runqueue preparing to switch
2665  * @prev: the current task that is being switched out
2666  * @next: the task we are going to switch to.
2667  *
2668  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2669  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2670  * switch.
2671  *
2672  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2673  * hooks.
2674  */
2675 static inline void
2676 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2677                     struct task_struct *next)
2678 {
2679         sched_info_switch(rq, prev, next);
2680         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2681         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2682         prepare_lock_switch(rq, next);
2683         prepare_arch_switch(next);
2684 }
2685
2686 /**
2687  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2688  * @prev: the thread we just switched away from.
2689  *
2690  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2691  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2692  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2693  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2694  *
2695  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2696  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2697  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2698  * details.)
2699  *
2700  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2701  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2702  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2703  * because prev may have moved to another CPU.
2704  */
2705 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2706         __releases(rq->lock)
2707 {
2708         struct rq *rq = this_rq();
2709         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2710         long prev_state;
2711
2712         /*
2713          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2714          * because it left us after:
2715          *
2716          *      schedule()
2717          *        preempt_disable();                    // 1
2718          *        __schedule()
2719          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2720          *
2721          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2722          */
2723         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2724                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2725                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2726                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2727
2728         rq->prev_mm = NULL;
2729
2730         /*
2731          * A task struct has one reference for the use as "current".
2732          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2733          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2734          * the scheduled task must drop that reference.
2735          *
2736          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2737          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2738          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2739          * transition, resulting in a double drop.
2740          */
2741         prev_state = prev->state;
2742         vtime_task_switch(prev);
2743         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2744         finish_lock_switch(rq, prev);
2745         finish_arch_post_lock_switch();
2746
2747         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2748         if (mm)
2749                 mmdrop(mm);
2750         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2751                 if (prev->sched_class->task_dead)
2752                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2753
2754                 /*
2755                  * Remove function-return probe instances associated with this
2756                  * task and put them back on the free list.
2757                  */
2758                 kprobe_flush_task(prev);
2759
2760                 /* Task is done with its stack. */
2761                 put_task_stack(prev);
2762
2763                 put_task_struct(prev);
2764         }
2765
2766         tick_nohz_task_switch();
2767         return rq;
2768 }
2769
2770 #ifdef CONFIG_SMP
2771
2772 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2773 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2774 {
2775         struct callback_head *head, *next;
2776         void (*func)(struct rq *rq);
2777         unsigned long flags;
2778
2779         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2780         head = rq->balance_callback;
2781         rq->balance_callback = NULL;
2782         while (head) {
2783                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2784                 next = head->next;
2785                 head->next = NULL;
2786                 head = next;
2787
2788                 func(rq);
2789         }
2790         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2791 }
2792
2793 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2794 {
2795         if (unlikely(rq->balance_callback))
2796                 __balance_callback(rq);
2797 }
2798
2799 #else
2800
2801 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2802 {
2803 }
2804
2805 #endif
2806
2807 /**
2808  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2809  * @prev: the thread we just switched away from.
2810  */
2811 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2812         __releases(rq->lock)
2813 {
2814         struct rq *rq;
2815
2816         /*
2817          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2818          * finish_task_switch() for details.
2819          *
2820          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2821          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2822          * PREEMPT_COUNT kernels).
2823          */
2824
2825         rq = finish_task_switch(prev);
2826         balance_callback(rq);
2827         preempt_enable();
2828
2829         if (current->set_child_tid)
2830                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2831 }
2832
2833 /*
2834  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2835  */
2836 static __always_inline struct rq *
2837 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2838                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2839 {
2840         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2841
2842         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2843
2844         mm = next->mm;
2845         oldmm = prev->active_mm;
2846         /*
2847          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2848          * combine the page table reload and the switch backend into
2849          * one hypercall.
2850          */
2851         arch_start_context_switch(prev);
2852
2853         if (!mm) {
2854                 next->active_mm = oldmm;
2855                 mmgrab(oldmm);
2856                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2857         } else
2858                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2859
2860         if (!prev->mm) {
2861                 prev->active_mm = NULL;
2862                 rq->prev_mm = oldmm;
2863         }
2864
2865         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2866
2867         /*
2868          * Since the runqueue lock will be released by the next
2869          * task (which is an invalid locking op but in the case
2870          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2871          * do an early lockdep release here:
2872          */
2873         rq_unpin_lock(rq, rf);
2874         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2875
2876         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2877         switch_to(prev, next, prev);
2878         barrier();
2879
2880         return finish_task_switch(prev);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * nr_running and nr_context_switches:
2885  *
2886  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2887  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2888  */
2889 unsigned long nr_running(void)
2890 {
2891         unsigned long i, sum = 0;
2892
2893         for_each_online_cpu(i)
2894                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2895
2896         return sum;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Check if only the current task is running on the CPU.
2901  *
2902  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2903  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2904  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2905  *
2906  * - from a non-preemptable section (of course)
2907  *
2908  * - from a thread that is bound to a single CPU
2909  *
2910  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2911  */
2912 bool single_task_running(void)
2913 {
2914         return raw_rq()->nr_running == 1;
2915 }
2916 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2917
2918 unsigned long long nr_context_switches(void)
2919 {
2920         int i;
2921         unsigned long long sum = 0;
2922
2923         for_each_possible_cpu(i)
2924                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2925
2926         return sum;
2927 }
2928
2929 /*
2930  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2931  *
2932  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2933  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2934  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2935  *
2936  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2937  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2938  * running and we'd not be idle.
2939  *
2940  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2941  * is broken.
2942  *
2943  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2944  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2945  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2946  * utilising both CPUs.
2947  *
2948  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2949  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2950  *
2951  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2952  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2953  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2954  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2955  *
2956  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
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 /*
2970  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2971  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2972  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2973  * runnable.
2974  */
2975
2976 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2977 {
2978         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2979         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2980 }
2981
2982 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2983 {
2984         struct rq *rq = this_rq();
2985         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2986         *load = rq->load.weight;
2987 }
2988
2989 #ifdef CONFIG_SMP
2990
2991 /*
2992  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2993  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2994  */
2995 void sched_exec(void)
2996 {
2997         struct task_struct *p = current;
2998         unsigned long flags;
2999         int dest_cpu;
3000
3001         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3002         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3003         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3004                 goto unlock;
3005
3006         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3007                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3008
3009                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3010                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3011                 return;
3012         }
3013 unlock:
3014         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3015 }
3016
3017 #endif
3018
3019 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3020 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3021
3022 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3023 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3024
3025 /*
3026  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3027  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3028  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3029  * Prefetching this data results in improved performance.
3030  */
3031 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3032 {
3033 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3034         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3035 #else
3036         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3037 #endif
3038         prefetch(curr);
3039         prefetch(&curr->exec_start);
3040 }
3041
3042 /*
3043  * Return accounted runtime for the task.
3044  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3045  * pending runtime that have not been accounted yet.
3046  */
3047 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3048 {
3049         struct rq_flags rf;
3050         struct rq *rq;
3051         u64 ns;
3052
3053 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3054         /*
3055          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3056          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3057          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3058          *
3059          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3060          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3061          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3062          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3063          * been accounted, so we're correct here as well.
3064          */
3065         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3066                 return p->se.sum_exec_runtime;
3067 #endif
3068
3069         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3070         /*
3071          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3072          * project cycles that may never be accounted to this
3073          * thread, breaking clock_gettime().
3074          */
3075         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3076                 prefetch_curr_exec_start(p);
3077                 update_rq_clock(rq);
3078                 p->sched_class->update_curr(rq);
3079         }
3080         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3081         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3082
3083         return ns;
3084 }
3085
3086 /*
3087  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3088  * We call it with interrupts disabled.
3089  */
3090 void scheduler_tick(void)
3091 {
3092         int cpu = smp_processor_id();
3093         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3094         struct task_struct *curr = rq->curr;
3095
3096         sched_clock_tick();
3097
3098         raw_spin_lock(&rq->lock);
3099         update_rq_clock(rq);
3100         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3101         cpu_load_update_active(rq);
3102         calc_global_load_tick(rq);
3103         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3104
3105         perf_event_task_tick();
3106
3107 #ifdef CONFIG_SMP
3108         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3109         trigger_load_balance(rq);
3110 #endif
3111         rq_last_tick_reset(rq);
3112 }
3113
3114 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3115 /**
3116  * scheduler_tick_max_deferment
3117  *
3118  * Keep at least one tick per second when a single
3119  * active task is running because the scheduler doesn't
3120  * yet completely support full dynticks environment.
3121  *
3122  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3123  * balancing, etc... continue to move forward, even
3124  * with a very low granularity.
3125  *
3126  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3127  */
3128 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3129 {
3130         struct rq *rq = this_rq();
3131         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3132
3133         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3134
3135         if (time_before_eq(next, now))
3136                 return 0;
3137
3138         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3139 }
3140 #endif
3141
3142 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3143                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3144 /*
3145  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3146  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3147  */
3148 static inline void preempt_latency_start(int val)
3149 {
3150         if (preempt_count() == val) {
3151                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3152 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3153                 current->preempt_disable_ip = ip;
3154 #endif
3155                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3156         }
3157 }
3158
3159 void preempt_count_add(int val)
3160 {
3161 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3162         /*
3163          * Underflow?
3164          */
3165         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3166                 return;
3167 #endif
3168         __preempt_count_add(val);
3169 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3170         /*
3171          * Spinlock count overflowing soon?
3172          */
3173         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3174                                 PREEMPT_MASK - 10);
3175 #endif
3176         preempt_latency_start(val);
3177 }
3178 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3179 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3180
3181 /*
3182  * If the value passed in equals to the current preempt count
3183  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3184  */
3185 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3186 {
3187         if (preempt_count() == val)
3188                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3189 }
3190
3191 void preempt_count_sub(int val)
3192 {
3193 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3194         /*
3195          * Underflow?
3196          */
3197         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3198                 return;
3199         /*
3200          * Is the spinlock portion underflowing?
3201          */
3202         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3203                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3204                 return;
3205 #endif
3206
3207         preempt_latency_stop(val);
3208         __preempt_count_sub(val);
3209 }
3210 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3211 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3212
3213 #else
3214 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3215 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3216 #endif
3217
3218 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3219 {
3220 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3221         return p->preempt_disable_ip;
3222 #else
3223         return 0;
3224 #endif
3225 }
3226
3227 /*
3228  * Print scheduling while atomic bug:
3229  */
3230 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3231 {
3232         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3233         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3234
3235         if (oops_in_progress)
3236                 return;
3237
3238         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3239                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3240
3241         debug_show_held_locks(prev);
3242         print_modules();
3243         if (irqs_disabled())
3244                 print_irqtrace_events(prev);
3245         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3246             && in_atomic_preempt_off()) {
3247                 pr_err("Preemption disabled at:");
3248                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3249                 pr_cont("\n");
3250         }
3251         if (panic_on_warn)
3252                 panic("scheduling while atomic\n");
3253
3254         dump_stack();
3255         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3256 }
3257
3258 /*
3259  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3260  */
3261 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3262 {
3263 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3264         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3265                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3266 #endif
3267
3268         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3269                 __schedule_bug(prev);
3270                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3271         }
3272         rcu_sleep_check();
3273
3274         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3275
3276         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3277 }
3278
3279 /*
3280  * Pick up the highest-prio task:
3281  */
3282 static inline struct task_struct *
3283 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3284 {
3285         const struct sched_class *class;
3286         struct task_struct *p;
3287
3288         /*
3289          * Optimization: we know that if all tasks are in
3290          * the fair class we can call that function directly:
3291          */
3292         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3293                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3294                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3295                         goto again;
3296
3297                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3298                 if (unlikely(!p))
3299                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3300
3301                 return p;
3302         }
3303
3304 again:
3305         for_each_class(class) {
3306                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3307                 if (p) {
3308                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3309                                 goto again;
3310                         return p;
3311                 }
3312         }
3313
3314         /* The idle class should always have a runnable task: */
3315         BUG();
3316 }
3317
3318 /*
3319  * __schedule() is the main scheduler function.
3320  *
3321  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3322  *
3323  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3324  *
3325  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3326  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3327  *
3328  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3329  *      interrupt handler scheduler_tick().
3330  *
3331  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3332  *      task to the run-queue and that's it.
3333  *
3334  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3335  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3336  *      called on the nearest possible occasion:
3337  *
3338  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3339  *
3340  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3341  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3342  *           spin_unlock()!)
3343  *
3344  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3345  *           preemptible context
3346  *
3347  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3348  *         then at the next:
3349  *
3350  *          - cond_resched() call
3351  *          - explicit schedule() call
3352  *          - return from syscall or exception to user-space
3353  *          - return from interrupt-handler to user-space
3354  *
3355  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3356  */
3357 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3358 {
3359         struct task_struct *prev, *next;
3360         unsigned long *switch_count;
3361         struct rq_flags rf;
3362         struct rq *rq;
3363         int cpu;
3364
3365         cpu = smp_processor_id();
3366         rq = cpu_rq(cpu);
3367         prev = rq->curr;
3368
3369         schedule_debug(prev);
3370
3371         if (sched_feat(HRTICK))
3372                 hrtick_clear(rq);
3373
3374         local_irq_disable();
3375         rcu_note_context_switch();
3376
3377         /*
3378          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3379          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3380          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3381          */
3382         smp_mb__before_spinlock();
3383         raw_spin_lock(&rq->lock);
3384         rq_pin_lock(rq, &rf);
3385
3386         /* Promote REQ to ACT */
3387         rq->clock_update_flags <<= 1;
3388
3389         switch_count = &prev->nivcsw;
3390         if (!preempt && prev->state) {
3391                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3392                         prev->state = TASK_RUNNING;
3393                 } else {
3394                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3395                         prev->on_rq = 0;
3396
3397                         if (prev->in_iowait) {
3398                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3399                                 delayacct_blkio_start();
3400                         }
3401
3402                         /*
3403                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3404                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3405                          * concurrency.
3406                          */
3407                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3408                                 struct task_struct *to_wakeup;
3409
3410                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3411                                 if (to_wakeup)
3412                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3413                         }
3414                 }
3415                 switch_count = &prev->nvcsw;
3416         }
3417
3418         if (task_on_rq_queued(prev))
3419                 update_rq_clock(rq);
3420
3421         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3422         clear_tsk_need_resched(prev);
3423         clear_preempt_need_resched();
3424
3425         if (likely(prev != next)) {
3426                 rq->nr_switches++;
3427                 rq->curr = next;
3428                 ++*switch_count;
3429
3430                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3431
3432                 /* Also unlocks the rq: */
3433                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3434         } else {
3435                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3436                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3437                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3438         }
3439
3440         balance_callback(rq);
3441 }
3442
3443 void __noreturn do_task_dead(void)
3444 {
3445         /*
3446          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3447          * when the following two conditions become true.
3448          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3449          *     exit_mm()), and
3450          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3451          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3452          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3453          *
3454          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3455          * is held by try_to_wake_up()
3456          */
3457         smp_mb();
3458         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3459
3460         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3461         __set_current_state(TASK_DEAD);
3462
3463         /* Tell freezer to ignore us: */
3464         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3465
3466         __schedule(false);
3467         BUG();
3468
3469         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3470         for (;;)
3471                 cpu_relax();
3472 }
3473
3474 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3475 {
3476         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3477                 return;
3478         /*
3479          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3480          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3481          */
3482         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3483                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3484 }
3485
3486 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3487 {
3488         struct task_struct *tsk = current;
3489
3490         sched_submit_work(tsk);
3491         do {
3492                 preempt_disable();
3493                 __schedule(false);
3494                 sched_preempt_enable_no_resched();
3495         } while (need_resched());
3496 }
3497 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3498
3499 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3500 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3501 {
3502         /*
3503          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3504          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3505          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3506          * we find a better solution.
3507          *
3508          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3509          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3510          * too frequently to make sense yet.
3511          */
3512         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3513         schedule();
3514         exception_exit(prev_state);
3515 }
3516 #endif
3517
3518 /**
3519  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3520  *
3521  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3522  */
3523 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3524 {
3525         sched_preempt_enable_no_resched();
3526         schedule();
3527         preempt_disable();
3528 }
3529
3530 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3531 {
3532         do {
3533                 /*
3534                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3535                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3536                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3537                  * by the function tracer will call this function again and
3538                  * cause infinite recursion.
3539                  *
3540                  * Preemption must be disabled here before the function
3541                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3542                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3543                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3544                  * which can also be traced by the function tracer.
3545                  */
3546                 preempt_disable_notrace();
3547                 preempt_latency_start(1);
3548                 __schedule(true);
3549                 preempt_latency_stop(1);
3550                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3551
3552                 /*
3553                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3554                  * between schedule and now.
3555                  */
3556         } while (need_resched());
3557 }
3558
3559 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3560 /*
3561  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3562  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3563  * occur there and call schedule directly.
3564  */
3565 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3566 {
3567         /*
3568          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3569          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3570          */
3571         if (likely(!preemptible()))
3572                 return;
3573
3574         preempt_schedule_common();
3575 }
3576 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3577 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3578
3579 /**
3580  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3581  *
3582  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3583  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3584  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3585  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3586  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3587  * to be called when the system is still in usermode.
3588  *
3589  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3590  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3591  * calling the scheduler.
3592  */
3593 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3594 {
3595         enum ctx_state prev_ctx;
3596
3597         if (likely(!preemptible()))
3598                 return;
3599
3600         do {
3601                 /*
3602                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3603                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3604                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3605                  * by the function tracer will call this function again and
3606                  * cause infinite recursion.
3607                  *
3608                  * Preemption must be disabled here before the function
3609                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3610                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3611                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3612                  * which can also be traced by the function tracer.
3613                  */
3614                 preempt_disable_notrace();
3615                 preempt_latency_start(1);
3616                 /*
3617                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3618                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3619                  * an infinite recursion.
3620                  */
3621                 prev_ctx = exception_enter();
3622                 __schedule(true);
3623                 exception_exit(prev_ctx);
3624
3625                 preempt_latency_stop(1);
3626                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3627         } while (need_resched());
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3630
3631 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3632
3633 /*
3634  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3635  * off of irq context.
3636  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3637  * protect us against recursive calling from irq.
3638  */
3639 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3640 {
3641         enum ctx_state prev_state;
3642
3643         /* Catch callers which need to be fixed */
3644         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3645
3646         prev_state = exception_enter();
3647
3648         do {
3649                 preempt_disable();
3650                 local_irq_enable();
3651                 __schedule(true);
3652                 local_irq_disable();
3653                 sched_preempt_enable_no_resched();
3654         } while (need_resched());
3655
3656         exception_exit(prev_state);
3657 }
3658
3659 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3660                           void *key)
3661 {
3662         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3663 }
3664 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3665
3666 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3667
3668 /*
3669  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3670  * @p: task
3671  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3672  *
3673  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3674  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3675  *
3676  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3677  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3678  */
3679 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3680 {
3681         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3682         const struct sched_class *prev_class;
3683         struct rq_flags rf;
3684         struct rq *rq;
3685
3686         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3687
3688         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3689         update_rq_clock(rq);
3690
3691         /*
3692          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3693          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3694          *
3695          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3696          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3697          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3698          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3699          * with interrupts disabled and will complete the lock
3700          * protected section without being interrupted. So there is no
3701          * real need to boost.
3702          */
3703         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3704                 WARN_ON(p != rq->curr);
3705                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3706                 goto out_unlock;
3707         }
3708
3709         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3710         oldprio = p->prio;
3711
3712         if (oldprio == prio)
3713                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3714
3715         prev_class = p->sched_class;
3716         queued = task_on_rq_queued(p);
3717         running = task_current(rq, p);
3718         if (queued)
3719                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3720         if (running)
3721                 put_prev_task(rq, p);
3722
3723         /*
3724          * Boosting condition are:
3725          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3726          *      --> -dl task blocks on mutex A
3727          *
3728          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3729          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3730          *          running task
3731          */
3732         if (dl_prio(prio)) {
3733                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3734                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3735                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3736                         p->dl.dl_boosted = 1;
3737                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3738                 } else
3739                         p->dl.dl_boosted = 0;
3740                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3741         } else if (rt_prio(prio)) {
3742                 if (dl_prio(oldprio))
3743                         p->dl.dl_boosted = 0;
3744                 if (oldprio < prio)
3745                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3746                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3747         } else {
3748                 if (dl_prio(oldprio))
3749                         p->dl.dl_boosted = 0;
3750                 if (rt_prio(oldprio))
3751                         p->rt.timeout = 0;
3752                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3753         }
3754
3755         p->prio = prio;
3756
3757         if (queued)
3758                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3759         if (running)
3760                 set_curr_task(rq, p);
3761
3762         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3763 out_unlock:
3764         /* Avoid rq from going away on us: */
3765         preempt_disable();
3766         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3767
3768         balance_callback(rq);
3769         preempt_enable();
3770 }
3771 #endif
3772
3773 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3774 {
3775         bool queued, running;
3776         int old_prio, delta;
3777         struct rq_flags rf;
3778         struct rq *rq;
3779
3780         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3781                 return;
3782         /*
3783          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3784          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3785          */
3786         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3787         update_rq_clock(rq);
3788
3789         /*
3790          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3791          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3792          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3793          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3794          */
3795         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3796                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3797                 goto out_unlock;
3798         }
3799         queued = task_on_rq_queued(p);
3800         running = task_current(rq, p);
3801         if (queued)
3802                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3803         if (running)
3804                 put_prev_task(rq, p);
3805
3806         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3807         set_load_weight(p);
3808         old_prio = p->prio;
3809         p->prio = effective_prio(p);
3810         delta = p->prio - old_prio;
3811
3812         if (queued) {
3813                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3814                 /*
3815                  * If the task increased its priority or is running and
3816                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3817                  */
3818                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3819                         resched_curr(rq);
3820         }
3821         if (running)
3822                 set_curr_task(rq, p);
3823 out_unlock:
3824         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3825 }
3826 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3827
3828 /*
3829  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3830  * @p: task
3831  * @nice: nice value
3832  */
3833 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3834 {
3835         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3836         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3837
3838         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3839                 capable(CAP_SYS_NICE));
3840 }
3841
3842 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3843
3844 /*
3845  * sys_nice - change the priority of the current process.
3846  * @increment: priority increment
3847  *
3848  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3849  * does similar things.
3850  */
3851 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3852 {
3853         long nice, retval;
3854
3855         /*
3856          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3857          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3858          * and we have a single winner.
3859          */
3860         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3861         nice = task_nice(current) + increment;
3862
3863         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3864         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3865                 return -EPERM;
3866
3867         retval = security_task_setnice(current, nice);
3868         if (retval)
3869                 return retval;
3870
3871         set_user_nice(current, nice);
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 #endif
3876
3877 /**
3878  * task_prio - return the priority value of a given task.
3879  * @p: the task in question.
3880  *
3881  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3882  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3883  * around 0, value goes from -16 to +15.
3884  */
3885 int task_prio(const struct task_struct *p)
3886 {
3887         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3888 }
3889
3890 /**
3891  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3892  * @cpu: the processor in question.
3893  *
3894  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3895  */
3896 int idle_cpu(int cpu)
3897 {
3898         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3899
3900         if (rq->curr != rq->idle)
3901                 return 0;
3902
3903         if (rq->nr_running)
3904                 return 0;
3905
3906 #ifdef CONFIG_SMP
3907         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3908                 return 0;
3909 #endif
3910
3911         return 1;
3912 }
3913
3914 /**
3915  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3916  * @cpu: the processor in question.
3917  *
3918  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3919  */
3920 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3921 {
3922         return cpu_rq(cpu)->idle;
3923 }
3924
3925 /**
3926  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3927  * @pid: the pid in question.
3928  *
3929  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3930  */
3931 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3932 {
3933         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3934 }
3935
3936 /*
3937  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3938  * SCHED_DEADLINE task.
3939  *
3940  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3941  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3942  * for the first time with its new policy.
3943  */
3944 static void
3945 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3946 {
3947         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3948
3949         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3950         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3951         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3952         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3953         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3954
3955         /*
3956          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3957          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3958          *
3959          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3960          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3961          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3962          * amount.
3963          *
3964          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3965          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3966          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3967          * before the current scheduling deadline.
3968          *
3969          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3970          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3971          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3972          * consume more than promised.
3973          */
3974 }
3975
3976 /*
3977  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3978  * it calls know not to change it.
3979  */
3980 #define SETPARAM_POLICY -1
3981
3982 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3983                 const struct sched_attr *attr)
3984 {
3985         int policy = attr->sched_policy;
3986
3987         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3988                 policy = p->policy;
3989
3990         p->policy = policy;
3991
3992         if (dl_policy(policy))
3993                 __setparam_dl(p, attr);
3994         else if (fair_policy(policy))
3995                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3996
3997         /*
3998          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3999          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4000          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4001          */
4002         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4003         p->normal_prio = normal_prio(p);
4004         set_load_weight(p);
4005 }
4006
4007 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4008 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4009                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4010 {
4011         __setscheduler_params(p, attr);
4012
4013         /*
4014          * Keep a potential priority boosting if called from
4015          * sched_setscheduler().
4016          */
4017         if (keep_boost)
4018                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
4019         else
4020                 p->prio = normal_prio(p);
4021
4022         if (dl_prio(p->prio))
4023                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4024         else if (rt_prio(p->prio))
4025                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4026         else
4027                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4028 }
4029
4030 static void
4031 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4032 {
4033         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4034
4035         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4036         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4037         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4038         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4039         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4040 }
4041
4042 /*
4043  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4044  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4045  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4046  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4047  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4048  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4049  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4050  * sched_period, as the latter can be zero).
4051  */
4052 static bool
4053 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4054 {
4055         /* deadline != 0 */
4056         if (attr->sched_deadline == 0)
4057                 return false;
4058
4059         /*
4060          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4061          * that big.
4062          */
4063         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4064                 return false;
4065
4066         /*
4067          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4068          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4069          */
4070         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4071             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4072                 return false;
4073
4074         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4075         if ((attr->sched_period != 0 &&
4076              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4077             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4078                 return false;
4079
4080         return true;
4081 }
4082
4083 /*
4084  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4085  */
4086 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4087 {
4088         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4089         bool match;
4090
4091         rcu_read_lock();
4092         pcred = __task_cred(p);
4093         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4094                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4095         rcu_read_unlock();
4096         return match;
4097 }
4098
4099 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4100 {
4101         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4102
4103         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4104                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4105                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4106                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4107                 return true;
4108
4109         return false;
4110 }
4111
4112 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4113                                 const struct sched_attr *attr,
4114                                 bool user, bool pi)
4115 {
4116         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4117                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4118         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4119         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4120         const struct sched_class *prev_class;
4121         struct rq_flags rf;
4122         int reset_on_fork;
4123         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4124         struct rq *rq;
4125
4126         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4127         BUG_ON(in_interrupt());
4128 recheck:
4129         /* Double check policy once rq lock held: */
4130         if (policy < 0) {
4131                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4132                 policy = oldpolicy = p->policy;
4133         } else {
4134                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4135
4136                 if (!valid_policy(policy))
4137                         return -EINVAL;
4138         }
4139
4140         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4141                 return -EINVAL;
4142
4143         /*
4144          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4145          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4146          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4147          */
4148         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4149             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4150                 return -EINVAL;
4151         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4152             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4153                 return -EINVAL;
4154
4155         /*
4156          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4157          */
4158         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4159                 if (fair_policy(policy)) {
4160                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4161                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4162                                 return -EPERM;
4163                 }
4164
4165                 if (rt_policy(policy)) {
4166                         unsigned long rlim_rtprio =
4167                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4168
4169                         /* Can't set/change the rt policy: */
4170                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4171                                 return -EPERM;
4172
4173                         /* Can't increase priority: */
4174                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4175                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4176                                 return -EPERM;
4177                 }
4178
4179                  /*
4180                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4181                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4182                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4183                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4184                   */
4185                 if (dl_policy(policy))
4186                         return -EPERM;
4187
4188                 /*
4189                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4190                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4191                  */
4192                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4193                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4194                                 return -EPERM;
4195                 }
4196
4197                 /* Can't change other user's priorities: */
4198                 if (!check_same_owner(p))
4199                         return -EPERM;
4200
4201                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4202                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4203                         return -EPERM;
4204         }
4205
4206         if (user) {
4207                 retval = security_task_setscheduler(p);
4208                 if (retval)
4209                         return retval;
4210         }
4211
4212         /*
4213          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4214          * changing the priority of the task:
4215          *
4216          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4217          * runqueue lock must be held.
4218          */
4219         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4220         update_rq_clock(rq);
4221
4222         /*
4223          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4224          */
4225         if (p == rq->stop) {
4226                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4227                 return -EINVAL;
4228         }
4229
4230         /*
4231          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4232          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4233          */
4234         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4235                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4236                         goto change;
4237                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4238                         goto change;
4239                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4240                         goto change;
4241
4242                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4243                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4244                 return 0;
4245         }
4246 change:
4247
4248         if (user) {
4249 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4250                 /*
4251                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4252                  * assigned.
4253                  */
4254                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4255                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4256                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4257                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4258                         return -EPERM;
4259                 }
4260 #endif
4261 #ifdef CONFIG_SMP
4262                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4263                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4264
4265                         /*
4266                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4267                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4268                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4269                          */
4270                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4271                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4272                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4273                                 return -EPERM;
4274                         }
4275                 }
4276 #endif
4277         }
4278
4279         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4280         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4281                 policy = oldpolicy = -1;
4282                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4283                 goto recheck;
4284         }
4285
4286         /*
4287          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4288          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4289          * is available.
4290          */
4291         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4292                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4293                 return -EBUSY;
4294         }
4295
4296         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4297         oldprio = p->prio;
4298
4299         if (pi) {
4300                 /*
4301                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4302                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4303                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4304                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4305                  * itself.
4306                  */
4307                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4308                 if (new_effective_prio == oldprio)
4309                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4310         }
4311
4312         queued = task_on_rq_queued(p);
4313         running = task_current(rq, p);
4314         if (queued)
4315                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4316         if (running)
4317                 put_prev_task(rq, p);
4318
4319         prev_class = p->sched_class;
4320         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4321
4322         if (queued) {
4323                 /*
4324                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4325                  * increased (user space view).
4326                  */
4327                 if (oldprio < p->prio)
4328                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4329
4330                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4331         }
4332         if (running)
4333                 set_curr_task(rq, p);
4334
4335         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4336
4337         /* Avoid rq from going away on us: */
4338         preempt_disable();
4339         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4340
4341         if (pi)
4342                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4343
4344         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4345         balance_callback(rq);
4346         preempt_enable();
4347
4348         return 0;
4349 }
4350
4351 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4352                                const struct sched_param *param, bool check)
4353 {
4354         struct sched_attr attr = {
4355                 .sched_policy   = policy,
4356                 .sched_priority = param->sched_priority,
4357                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4358         };
4359
4360         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4361         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4362                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4363                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4364                 attr.sched_policy = policy;
4365         }
4366
4367         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4368 }
4369 /**
4370  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4371  * @p: the task in question.
4372  * @policy: new policy.
4373  * @param: structure containing the new RT priority.
4374  *
4375  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4376  *
4377  * NOTE that the task may be already dead.
4378  */
4379 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4380                        const struct sched_param *param)
4381 {
4382         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4383 }
4384 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4385
4386 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4387 {
4388         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4389 }
4390 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4391
4392 /**
4393  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4394  * @p: the task in question.
4395  * @policy: new policy.
4396  * @param: structure containing the new RT priority.
4397  *
4398  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4399  * current context has permission.  For example, this is needed in
4400  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4401  * but our caller might not have that capability.
4402  *
4403  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4404  */
4405 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4406                                const struct sched_param *param)
4407 {
4408         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4409 }
4410 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4411
4412 static int
4413 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4414 {
4415         struct sched_param lparam;
4416         struct task_struct *p;
4417         int retval;
4418
4419         if (!param || pid < 0)
4420                 return -EINVAL;
4421         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4422                 return -EFAULT;
4423
4424         rcu_read_lock();
4425         retval = -ESRCH;
4426         p = find_process_by_pid(pid);
4427         if (p != NULL)
4428                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4429         rcu_read_unlock();
4430
4431         return retval;
4432 }
4433
4434 /*
4435  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4436  */
4437 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4438 {
4439         u32 size;
4440         int ret;
4441
4442         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4443                 return -EFAULT;
4444
4445         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4446         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4447
4448         ret = get_user(size, &uattr->size);
4449         if (ret)
4450                 return ret;
4451
4452         /* Bail out on silly large: */
4453         if (size > PAGE_SIZE)
4454                 goto err_size;
4455
4456         /* ABI compatibility quirk: */
4457         if (!size)
4458                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4459
4460         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4461                 goto err_size;
4462
4463         /*
4464          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4465          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4466          * user-space does not rely on any kernel feature
4467          * extensions we dont know about yet.
4468          */
4469         if (size > sizeof(*attr)) {
4470                 unsigned char __user *addr;
4471                 unsigned char __user *end;
4472                 unsigned char val;
4473
4474                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4475                 end  = (void __user *)uattr + size;
4476
4477                 for (; addr < end; addr++) {
4478                         ret = get_user(val, addr);
4479                         if (ret)
4480                                 return ret;
4481                         if (val)
4482                                 goto err_size;
4483                 }
4484                 size = sizeof(*attr);
4485         }
4486
4487         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4488         if (ret)
4489                 return -EFAULT;
4490
4491         /*
4492          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4493          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4494          */
4495         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4496
4497         return 0;
4498
4499 err_size:
4500         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4501         return -E2BIG;
4502 }
4503
4504 /**
4505  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4506  * @pid: the pid in question.
4507  * @policy: new policy.
4508  * @param: structure containing the new RT priority.
4509  *
4510  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4511  */
4512 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4513 {
4514         if (policy < 0)
4515                 return -EINVAL;
4516
4517         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4518 }
4519
4520 /**
4521  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4522  * @pid: the pid in question.
4523  * @param: structure containing the new RT priority.
4524  *
4525  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4526  */
4527 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4528 {
4529         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4530 }
4531
4532 /**
4533  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4534  * @pid: the pid in question.
4535  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4536  * @flags: for future extension.
4537  */
4538 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4539                                unsigned int, flags)
4540 {
4541         struct sched_attr attr;
4542         struct task_struct *p;
4543         int retval;
4544
4545         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4546                 return -EINVAL;
4547
4548         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4549         if (retval)
4550                 return retval;
4551
4552         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4553                 return -EINVAL;
4554
4555         rcu_read_lock();
4556         retval = -ESRCH;
4557         p = find_process_by_pid(pid);
4558         if (p != NULL)
4559                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4560         rcu_read_unlock();
4561
4562         return retval;
4563 }
4564
4565 /**
4566  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4567  * @pid: the pid in question.
4568  *
4569  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4570  * code.
4571  */
4572 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4573 {
4574         struct task_struct *p;
4575         int retval;
4576
4577         if (pid < 0)
4578                 return -EINVAL;
4579
4580         retval = -ESRCH;
4581         rcu_read_lock();
4582         p = find_process_by_pid(pid);
4583         if (p) {
4584                 retval = security_task_getscheduler(p);
4585                 if (!retval)
4586                         retval = p->policy
4587                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4588         }
4589         rcu_read_unlock();
4590         return retval;
4591 }
4592
4593 /**
4594  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4595  * @pid: the pid in question.
4596  * @param: structure containing the RT priority.
4597  *
4598  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4599  * code.
4600  */
4601 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4602 {
4603         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4604         struct task_struct *p;
4605         int retval;
4606
4607         if (!param || pid < 0)
4608                 return -EINVAL;
4609
4610         rcu_read_lock();
4611         p = find_process_by_pid(pid);
4612         retval = -ESRCH;
4613         if (!p)
4614                 goto out_unlock;
4615
4616         retval = security_task_getscheduler(p);
4617         if (retval)
4618                 goto out_unlock;
4619
4620         if (task_has_rt_policy(p))
4621                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4622         rcu_read_unlock();
4623
4624         /*
4625          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4626          */
4627         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4628
4629         return retval;
4630
4631 out_unlock:
4632         rcu_read_unlock();
4633         return retval;
4634 }
4635
4636 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4637                            struct sched_attr *attr,
4638                            unsigned int usize)
4639 {
4640         int ret;
4641
4642         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4643                 return -EFAULT;
4644
4645         /*
4646          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4647          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4648          * user-space does not get uncomplete information.
4649          */
4650         if (usize < sizeof(*attr)) {
4651                 unsigned char *addr;
4652                 unsigned char *end;
4653
4654                 addr = (void *)attr + usize;
4655                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4656
4657                 for (; addr < end; addr++) {
4658                         if (*addr)
4659                                 return -EFBIG;
4660                 }
4661
4662                 attr->size = usize;
4663         }
4664
4665         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4666         if (ret)
4667                 return -EFAULT;
4668
4669         return 0;
4670 }
4671
4672 /**
4673  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4674  * @pid: the pid in question.
4675  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4676  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4677  * @flags: for future extension.
4678  */
4679 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4680                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4681 {
4682         struct sched_attr attr = {
4683                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4684         };
4685         struct task_struct *p;
4686         int retval;
4687
4688         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4689             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4690                 return -EINVAL;
4691
4692         rcu_read_lock();
4693         p = find_process_by_pid(pid);
4694         retval = -ESRCH;
4695         if (!p)
4696                 goto out_unlock;
4697
4698         retval = security_task_getscheduler(p);
4699         if (retval)
4700                 goto out_unlock;
4701
4702         attr.sched_policy = p->policy;
4703         if (p->sched_reset_on_fork)
4704                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4705         if (task_has_dl_policy(p))
4706                 __getparam_dl(p, &attr);
4707         else if (task_has_rt_policy(p))
4708                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4709         else
4710                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4711
4712         rcu_read_unlock();
4713
4714         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4715         return retval;
4716
4717 out_unlock:
4718         rcu_read_unlock();
4719         return retval;
4720 }
4721
4722 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4723 {
4724         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4725         struct task_struct *p;
4726         int retval;
4727
4728         rcu_read_lock();
4729
4730         p = find_process_by_pid(pid);
4731         if (!p) {
4732                 rcu_read_unlock();
4733                 return -ESRCH;
4734         }
4735
4736         /* Prevent p going away */
4737         get_task_struct(p);
4738         rcu_read_unlock();
4739
4740         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4741                 retval = -EINVAL;
4742                 goto out_put_task;
4743         }
4744         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4745                 retval = -ENOMEM;
4746                 goto out_put_task;
4747         }
4748         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4749                 retval = -ENOMEM;
4750                 goto out_free_cpus_allowed;
4751         }
4752         retval = -EPERM;
4753         if (!check_same_owner(p)) {
4754                 rcu_read_lock();
4755                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4756                         rcu_read_unlock();
4757                         goto out_free_new_mask;
4758                 }
4759                 rcu_read_unlock();
4760         }
4761
4762         retval = security_task_setscheduler(p);
4763         if (retval)
4764                 goto out_free_new_mask;
4765
4766
4767         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4768         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4769
4770         /*
4771          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4772          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4773          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4774          * root_domain.
4775          */
4776 #ifdef CONFIG_SMP
4777         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4778                 rcu_read_lock();
4779                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4780                         retval = -EBUSY;
4781                         rcu_read_unlock();
4782                         goto out_free_new_mask;
4783                 }
4784                 rcu_read_unlock();
4785         }
4786 #endif
4787 again:
4788         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4789
4790         if (!retval) {
4791                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4792                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4793                         /*
4794                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4795                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4796                          * cpuset's cpus_allowed
4797                          */
4798                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4799                         goto again;
4800                 }
4801         }
4802 out_free_new_mask:
4803         free_cpumask_var(new_mask);
4804 out_free_cpus_allowed:
4805         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4806 out_put_task:
4807         put_task_struct(p);
4808         return retval;
4809 }
4810
4811 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4812                              struct cpumask *new_mask)
4813 {
4814         if (len < cpumask_size())
4815                 cpumask_clear(new_mask);
4816         else if (len > cpumask_size())
4817                 len = cpumask_size();
4818
4819         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4820 }
4821
4822 /**
4823  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4824  * @pid: pid of the process
4825  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4826  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4827  *
4828  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4829  */
4830 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4831                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4832 {
4833         cpumask_var_t new_mask;
4834         int retval;
4835
4836         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4837                 return -ENOMEM;
4838
4839         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4840         if (retval == 0)
4841                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4842         free_cpumask_var(new_mask);
4843         return retval;
4844 }
4845
4846 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4847 {
4848         struct task_struct *p;
4849         unsigned long flags;
4850         int retval;
4851
4852         rcu_read_lock();
4853
4854         retval = -ESRCH;
4855         p = find_process_by_pid(pid);
4856         if (!p)
4857                 goto out_unlock;
4858
4859         retval = security_task_getscheduler(p);
4860         if (retval)
4861                 goto out_unlock;
4862
4863         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4864         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4865         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4866
4867 out_unlock:
4868         rcu_read_unlock();
4869
4870         return retval;
4871 }
4872
4873 /**
4874  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4875  * @pid: pid of the process
4876  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4877  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4878  *
4879  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4880  * error code otherwise.
4881  */
4882 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4883                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4884 {
4885         int ret;
4886         cpumask_var_t mask;
4887
4888         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4889                 return -EINVAL;
4890         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4891                 return -EINVAL;
4892
4893         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4894                 return -ENOMEM;
4895
4896         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4897         if (ret == 0) {
4898                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4899
4900                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4901                         ret = -EFAULT;
4902                 else
4903                         ret = retlen;
4904         }
4905         free_cpumask_var(mask);
4906
4907         return ret;
4908 }
4909
4910 /**
4911  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4912  *
4913  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4914  * other threads running on this CPU then this function will return.
4915  *
4916  * Return: 0.
4917  */
4918 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4919 {
4920         struct rq *rq = this_rq_lock();
4921
4922         schedstat_inc(rq->yld_count);
4923         current->sched_class->yield_task(rq);
4924
4925         /*
4926          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4927          * no need to preempt or enable interrupts:
4928          */
4929         __release(rq->lock);
4930         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4931         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4932         sched_preempt_enable_no_resched();
4933
4934         schedule();
4935
4936         return 0;
4937 }
4938
4939 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4940 int __sched _cond_resched(void)
4941 {
4942         if (should_resched(0)) {
4943                 preempt_schedule_common();
4944                 return 1;
4945         }
4946         return 0;
4947 }
4948 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4949 #endif
4950
4951 /*
4952  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4953  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4954  *
4955  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4956  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4957  * spin_unlock(), once by hand).
4958  */
4959 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4960 {
4961         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4962         int ret = 0;
4963
4964         lockdep_assert_held(lock);
4965
4966         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4967                 spin_unlock(lock);
4968                 if (resched)
4969                         preempt_schedule_common();
4970                 else
4971                         cpu_relax();
4972                 ret = 1;
4973                 spin_lock(lock);
4974         }
4975         return ret;
4976 }
4977 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4978
4979 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4980 {
4981         BUG_ON(!in_softirq());
4982
4983         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4984                 local_bh_enable();
4985                 preempt_schedule_common();
4986                 local_bh_disable();
4987                 return 1;
4988         }
4989         return 0;
4990 }
4991 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4992
4993 /**
4994  * yield - yield the current processor to other threads.
4995  *
4996  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4997  *
4998  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4999  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5000  * it, its already broken.
5001  *
5002  * Typical broken usage is:
5003  *
5004  * while (!event)
5005  *      yield();
5006  *
5007  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5008  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5009  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5010  *
5011  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5012  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5013  * If you still want to use yield(), do not!
5014  */
5015 void __sched yield(void)
5016 {
5017         set_current_state(TASK_RUNNING);
5018         sys_sched_yield();
5019 }
5020 EXPORT_SYMBOL(yield);
5021
5022 /**
5023  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5024  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5025  * processor it's on.
5026  * @p: target task
5027  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5028  *
5029  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5030  * can't go away on us before we can do any checks.
5031  *
5032  * Return:
5033  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5034  *      false (0) if we failed to boost the target.
5035  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5036  */
5037 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5038 {
5039         struct task_struct *curr = current;
5040         struct rq *rq, *p_rq;
5041         unsigned long flags;
5042         int yielded = 0;
5043
5044         local_irq_save(flags);
5045         rq = this_rq();
5046
5047 again:
5048         p_rq = task_rq(p);
5049         /*
5050          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5051          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5052          */
5053         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5054                 yielded = -ESRCH;
5055                 goto out_irq;
5056         }
5057
5058         double_rq_lock(rq, p_rq);
5059         if (task_rq(p) != p_rq) {
5060                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5061                 goto again;
5062         }
5063
5064         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5065                 goto out_unlock;
5066
5067         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5068                 goto out_unlock;
5069
5070         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5071                 goto out_unlock;
5072
5073         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5074         if (yielded) {
5075                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5076                 /*
5077                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5078                  * fairness.
5079                  */
5080                 if (preempt && rq != p_rq)
5081                         resched_curr(p_rq);
5082         }
5083
5084 out_unlock:
5085         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5086 out_irq:
5087         local_irq_restore(flags);
5088
5089         if (yielded > 0)
5090                 schedule();
5091
5092         return yielded;
5093 }
5094 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5095
5096 int io_schedule_prepare(void)
5097 {
5098         int old_iowait = current->in_iowait;
5099
5100         current->in_iowait = 1;
5101         blk_schedule_flush_plug(current);
5102
5103         return old_iowait;
5104 }
5105
5106 void io_schedule_finish(int token)
5107 {
5108         current->in_iowait = token;
5109 }
5110
5111 /*
5112  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5113  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5114  */
5115 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5116 {
5117         int token;
5118         long ret;
5119
5120         token = io_schedule_prepare();
5121         ret = schedule_timeout(timeout);
5122         io_schedule_finish(token);
5123
5124         return ret;
5125 }
5126 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5127
5128 void io_schedule(void)
5129 {
5130         int token;
5131
5132         token = io_schedule_prepare();
5133         schedule();
5134         io_schedule_finish(token);
5135 }
5136 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5137
5138 /**
5139  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5140  * @policy: scheduling class.
5141  *
5142  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5143  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5144  * On failure, a negative error code is returned.
5145  */
5146 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5147 {
5148         int ret = -EINVAL;
5149
5150         switch (policy) {
5151         case SCHED_FIFO:
5152         case SCHED_RR:
5153                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5154                 break;
5155         case SCHED_DEADLINE:
5156         case SCHED_NORMAL:
5157         case SCHED_BATCH:
5158         case SCHED_IDLE:
5159                 ret = 0;
5160                 break;
5161         }
5162         return ret;
5163 }
5164
5165 /**
5166  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5167  * @policy: scheduling class.
5168  *
5169  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5170  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5171  * On failure, a negative error code is returned.
5172  */
5173 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5174 {
5175         int ret = -EINVAL;
5176
5177         switch (policy) {
5178         case SCHED_FIFO:
5179         case SCHED_RR:
5180                 ret = 1;
5181                 break;
5182         case SCHED_DEADLINE:
5183         case SCHED_NORMAL:
5184         case SCHED_BATCH:
5185         case SCHED_IDLE:
5186                 ret = 0;
5187         }
5188         return ret;
5189 }
5190
5191 /**
5192  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5193  * @pid: pid of the process.
5194  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5195  *
5196  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5197  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5198  *
5199  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5200  * an error code.
5201  */
5202 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5203                 struct timespec __user *, interval)
5204 {
5205         struct task_struct *p;
5206         unsigned int time_slice;
5207         struct rq_flags rf;
5208         struct timespec t;
5209         struct rq *rq;
5210         int retval;
5211
5212         if (pid < 0)
5213                 return -EINVAL;
5214
5215         retval = -ESRCH;
5216         rcu_read_lock();
5217         p = find_process_by_pid(pid);
5218         if (!p)
5219                 goto out_unlock;
5220
5221         retval = security_task_getscheduler(p);
5222         if (retval)
5223                 goto out_unlock;
5224
5225         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5226         time_slice = 0;
5227         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5228                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5229         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5230
5231         rcu_read_unlock();
5232         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5233         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5234         return retval;
5235
5236 out_unlock:
5237         rcu_read_unlock();
5238         return retval;
5239 }
5240
5241 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5242
5243 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5244 {
5245         unsigned long free = 0;
5246         int ppid;
5247         unsigned long state = p->state;
5248
5249         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5250         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5251
5252         if (!try_get_task_stack(p))
5253                 return;
5254         if (state)
5255                 state = __ffs(state) + 1;
5256         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5257                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5258         if (state == TASK_RUNNING)
5259                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5260 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5261         free = stack_not_used(p);
5262 #endif
5263         ppid = 0;
5264         rcu_read_lock();
5265         if (pid_alive(p))
5266                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5267         rcu_read_unlock();
5268         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5269                 task_pid_nr(p), ppid,
5270                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5271
5272         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5273         show_stack(p, NULL);
5274         put_task_stack(p);
5275 }
5276
5277 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5278 {
5279         struct task_struct *g, *p;
5280
5281 #if BITS_PER_LONG == 32
5282         printk(KERN_INFO
5283                 "  task                PC stack   pid father\n");
5284 #else
5285         printk(KERN_INFO
5286                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5287 #endif
5288         rcu_read_lock();
5289         for_each_process_thread(g, p) {
5290                 /*
5291                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5292                  * console might take a lot of time:
5293                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5294                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5295                  * an IPI.
5296                  */
5297                 touch_nmi_watchdog();
5298                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5299                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5300                         sched_show_task(p);
5301         }
5302
5303 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5304         if (!state_filter)
5305                 sysrq_sched_debug_show();
5306 #endif
5307         rcu_read_unlock();
5308         /*
5309          * Only show locks if all tasks are dumped:
5310          */
5311         if (!state_filter)
5312                 debug_show_all_locks();
5313 }
5314
5315 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5316 {
5317         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5318 }
5319
5320 /**
5321  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5322  * @idle: task in question
5323  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5324  *
5325  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5326  * flag, to make booting more robust.
5327  */
5328 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5329 {
5330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5331         unsigned long flags;
5332
5333         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5334         raw_spin_lock(&rq->lock);
5335
5336         __sched_fork(0, idle);
5337         idle->state = TASK_RUNNING;
5338         idle->se.exec_start = sched_clock();
5339         idle->flags |= PF_IDLE;
5340
5341         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5342
5343 #ifdef CONFIG_SMP
5344         /*
5345          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5346          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5347          *
5348          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5349          */
5350         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5351 #endif
5352         /*
5353          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5354          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5355          * lockdep check in task_group() will fail.
5356          *
5357          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5358          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5359          *
5360          * Silence PROVE_RCU
5361          */
5362         rcu_read_lock();
5363         __set_task_cpu(idle, cpu);
5364         rcu_read_unlock();
5365
5366         rq->curr = rq->idle = idle;
5367         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5368 #ifdef CONFIG_SMP
5369         idle->on_cpu = 1;
5370 #endif
5371         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5372         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5373
5374         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5375         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5376
5377         /*
5378          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5379          */
5380         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5381         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5382         vtime_init_idle(idle, cpu);
5383 #ifdef CONFIG_SMP
5384         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5385 #endif
5386 }
5387
5388 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5389                               const struct cpumask *trial)
5390 {
5391         int ret = 1, trial_cpus;
5392         struct dl_bw *cur_dl_b;
5393         unsigned long flags;
5394
5395         if (!cpumask_weight(cur))
5396                 return ret;
5397
5398         rcu_read_lock_sched();
5399         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5400         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5401
5402         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5403         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5404             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5405                 ret = 0;
5406         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5407         rcu_read_unlock_sched();
5408
5409         return ret;
5410 }
5411
5412 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5413                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5414 {
5415         int ret = 0;
5416
5417         /*
5418          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5419          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5420          * affinity and isolating such threads by their set of
5421          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5422          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5423          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5424          * before cpus_allowed may be changed.
5425          */
5426         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5427                 ret = -EINVAL;
5428                 goto out;
5429         }
5430
5431 #ifdef CONFIG_SMP
5432         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5433                                               cs_cpus_allowed)) {
5434                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5435                                                         cs_cpus_allowed);
5436                 struct dl_bw *dl_b;
5437                 bool overflow;
5438                 int cpus;
5439                 unsigned long flags;
5440
5441                 rcu_read_lock_sched();
5442                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5443                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5444                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5445                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5446                 if (overflow)
5447                         ret = -EBUSY;
5448                 else {
5449                         /*
5450                          * We reserve space for this task in the destination
5451                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5452                          * We will free resources in the source root_domain
5453                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5454                          */
5455                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5456                 }
5457                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5458                 rcu_read_unlock_sched();
5459
5460         }
5461 #endif
5462 out:
5463         return ret;
5464 }
5465
5466 #ifdef CONFIG_SMP
5467
5468 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5469
5470 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5471 /* Migrate current task p to target_cpu */
5472 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5473 {
5474         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5475         int curr_cpu = task_cpu(p);
5476
5477         if (curr_cpu == target_cpu)
5478                 return 0;
5479
5480         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5481                 return -EINVAL;
5482
5483         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5484
5485         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5486         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5487 }
5488
5489 /*
5490  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5491  * tasks on the runqueues
5492  */
5493 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5494 {
5495         bool queued, running;
5496         struct rq_flags rf;
5497         struct rq *rq;
5498
5499         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5500         queued = task_on_rq_queued(p);
5501         running = task_current(rq, p);
5502
5503         if (queued)
5504                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5505         if (running)
5506                 put_prev_task(rq, p);
5507
5508         p->numa_preferred_nid = nid;
5509
5510         if (queued)
5511                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5512         if (running)
5513                 set_curr_task(rq, p);
5514         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5515 }
5516 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5517
5518 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5519 /*
5520  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5521  * offline.
5522  */
5523 void idle_task_exit(void)
5524 {
5525         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5526
5527         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5528
5529         if (mm != &init_mm) {
5530                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5531                 finish_arch_post_lock_switch();
5532         }
5533         mmdrop(mm);
5534 }
5535
5536 /*
5537  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5538  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5539  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5540  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5541  * calculation.
5542  *
5543  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5544  */
5545 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5546 {
5547         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5548         if (delta)
5549                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5550 }
5551
5552 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5553 {
5554 }
5555
5556 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5557         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5558 };
5559
5560 static struct task_struct fake_task = {
5561         /*
5562          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5563          */
5564         .prio = MAX_PRIO + 1,
5565         .sched_class = &fake_sched_class,
5566 };
5567
5568 /*
5569  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5570  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5571  *
5572  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5573  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5574  * because of lock validation efforts.
5575  */
5576 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5577 {
5578         struct rq *rq = dead_rq;
5579         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5580         struct rq_flags rf;
5581         int dest_cpu;
5582
5583         /*
5584          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5585          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5586          *
5587          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5588          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5589          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5590          * done here.
5591          */
5592         rq->stop = NULL;
5593
5594         /*
5595          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5596          * class method both need to have an up-to-date
5597          * value of rq->clock[_task]
5598          */
5599         rq_pin_lock(rq, &rf);
5600         update_rq_clock(rq);
5601         rq_unpin_lock(rq, &rf);
5602
5603         for (;;) {
5604                 /*
5605                  * There's this thread running, bail when that's the only
5606                  * remaining thread:
5607                  */
5608                 if (rq->nr_running == 1)
5609                         break;
5610
5611                 /*
5612                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5613                  */
5614                 rq_repin_lock(rq, &rf);
5615                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5616                 BUG_ON(!next);
5617                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5618
5619                 /*
5620                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5621                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5622                  * stabilizes the mask.
5623                  *
5624                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5625                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5626                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5627                  */
5628                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5629                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5630                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5631                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5632
5633                 /*
5634                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5635                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5636                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5637                  */
5638                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5639                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5640                         continue;
5641                 }
5642
5643                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5644                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5645
5646                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5647                 if (rq != dead_rq) {
5648                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5649                         rq = dead_rq;
5650                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5651                 }
5652                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5653         }
5654
5655         rq->stop = stop;
5656 }
5657 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5658
5659 void set_rq_online(struct rq *rq)
5660 {
5661         if (!rq->online) {
5662                 const struct sched_class *class;
5663
5664                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5665                 rq->online = 1;
5666
5667                 for_each_class(class) {
5668                         if (class->rq_online)
5669                                 class->rq_online(rq);
5670                 }
5671         }
5672 }
5673
5674 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5675 {
5676         if (rq->online) {
5677                 const struct sched_class *class;
5678
5679                 for_each_class(class) {
5680                         if (class->rq_offline)
5681                                 class->rq_offline(rq);
5682                 }
5683
5684                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5685                 rq->online = 0;
5686         }
5687 }
5688
5689 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5690 {
5691         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5692
5693         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5694 }
5695
5696 /*
5697  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5698  */
5699 static int num_cpus_frozen;
5700
5701 /*
5702  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5703  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5704  * around partition_sched_domains().
5705  *
5706  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5707  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5708  */
5709 static void cpuset_cpu_active(void)
5710 {
5711         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5712                 /*
5713                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5714                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5715                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5716                  * domain, ignoring cpusets.
5717                  */
5718                 num_cpus_frozen--;
5719                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5720                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5721                         return;
5722                 }
5723                 /*
5724                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5725                  * restore the original sched domains by considering the
5726                  * cpuset configurations.
5727                  */
5728         }
5729         cpuset_update_active_cpus(true);
5730 }
5731
5732 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5733 {
5734         unsigned long flags;
5735         struct dl_bw *dl_b;
5736         bool overflow;
5737         int cpus;
5738
5739         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5740                 rcu_read_lock_sched();
5741                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5742
5743                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5744                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5745                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5746                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5747
5748                 rcu_read_unlock_sched();
5749
5750                 if (overflow)
5751                         return -EBUSY;
5752                 cpuset_update_active_cpus(false);
5753         } else {
5754                 num_cpus_frozen++;
5755                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5756         }
5757         return 0;
5758 }
5759
5760 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5761 {
5762         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5763         unsigned long flags;
5764
5765         set_cpu_active(cpu, true);
5766
5767         if (sched_smp_initialized) {
5768                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5769                 cpuset_cpu_active();
5770         }
5771
5772         /*
5773          * Put the rq online, if not already. This happens:
5774          *
5775          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5776          *    after all CPUs have been brought up.
5777          *
5778          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5779          *    domains.
5780          */
5781         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5782         if (rq->rd) {
5783                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5784                 set_rq_online(rq);
5785         }
5786         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5787
5788         update_max_interval();
5789
5790         return 0;
5791 }
5792
5793 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5794 {
5795         int ret;
5796
5797         set_cpu_active(cpu, false);
5798         /*
5799          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5800          * users of this state to go away such that all new such users will
5801          * observe it.
5802          *
5803          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5804          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5805          *
5806          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5807          */
5808         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5809                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5810         else
5811                 synchronize_rcu();
5812
5813         if (!sched_smp_initialized)
5814                 return 0;
5815
5816         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5817         if (ret) {
5818                 set_cpu_active(cpu, true);
5819                 return ret;
5820         }
5821         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5822         return 0;
5823 }
5824
5825 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5826 {
5827         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5828
5829         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5830         update_max_interval();
5831 }
5832
5833 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5834 {
5835         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5836         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5837         return 0;
5838 }
5839
5840 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5841 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5842 {
5843         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5844         unsigned long flags;
5845
5846         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5847         sched_ttwu_pending();
5848         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5849         if (rq->rd) {
5850                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5851                 set_rq_offline(rq);
5852         }
5853         migrate_tasks(rq);
5854         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5855         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5856         calc_load_migrate(rq);
5857         update_max_interval();
5858         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5859         hrtick_clear(rq);
5860         return 0;
5861 }
5862 #endif
5863
5864 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5865 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5866
5867 static void sched_init_smt(void)
5868 {
5869         /*
5870          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5871          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5872          */
5873         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5874                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5875 }
5876 #else
5877 static inline void sched_init_smt(void) { }
5878 #endif
5879
5880 void __init sched_init_smp(void)
5881 {
5882         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5883
5884         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5885         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5886
5887         sched_init_numa();
5888
5889         /*
5890          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5891          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5892          * happen.
5893          */
5894         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5895         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5896         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5897         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5898                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5899         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5900
5901         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5902         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5903                 BUG();
5904         sched_init_granularity();
5905         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5906
5907         init_sched_rt_class();
5908         init_sched_dl_class();
5909
5910         sched_init_smt();
5911         sched_clock_init_late();
5912
5913         sched_smp_initialized = true;
5914 }
5915
5916 static int __init migration_init(void)
5917 {
5918         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5919         return 0;
5920 }
5921 early_initcall(migration_init);
5922
5923 #else
5924 void __init sched_init_smp(void)
5925 {
5926         sched_init_granularity();
5927         sched_clock_init_late();
5928 }
5929 #endif /* CONFIG_SMP */
5930
5931 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5932 {
5933         return in_lock_functions(addr) ||
5934                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5935                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5936 }
5937
5938 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5939 /*
5940  * Default task group.
5941  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5942  */
5943 struct task_group root_task_group;
5944 LIST_HEAD(task_groups);
5945
5946 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5947 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5948 #endif
5949
5950 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5951 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5952
5953 #define WAIT_TABLE_BITS 8
5954 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
5955 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
5956
5957 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
5958 {
5959         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
5960         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
5961
5962         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
5963 }
5964 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
5965
5966 void __init sched_init(void)
5967 {
5968         int i, j;
5969         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5970
5971         sched_clock_init();
5972
5973         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
5974                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
5975
5976 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5977         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5978 #endif
5979 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5980         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5981 #endif
5982         if (alloc_size) {
5983                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5984
5985 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5986                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5987                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5988
5989                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5990                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5991
5992 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5993 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5994                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5995                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5996
5997                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5998                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5999
6000 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6001         }
6002 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6003         for_each_possible_cpu(i) {
6004                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6005                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6006                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6007                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6008         }
6009 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6010
6011         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6012         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6013
6014 #ifdef CONFIG_SMP
6015         init_defrootdomain();
6016 #endif
6017
6018 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6019         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6020                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6021 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6022
6023 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6024         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6025
6026         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6027         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6028         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6029         autogroup_init(&init_task);
6030 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6031
6032         for_each_possible_cpu(i) {
6033                 struct rq *rq;
6034
6035                 rq = cpu_rq(i);
6036                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6037                 rq->nr_running = 0;
6038                 rq->calc_load_active = 0;
6039                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6040                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6041                 init_rt_rq(&rq->rt);
6042                 init_dl_rq(&rq->dl);
6043 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6044                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6045                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6046                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6047                 /*
6048                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6049                  *
6050                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6051                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6052                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6053                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6054                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6055                  * (se->load.weight).
6056                  *
6057                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6058                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6059                  * then A0's share of the CPU resource is:
6060                  *
6061                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6062                  *
6063                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6064                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6065                  */
6066                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6067                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6068 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6069
6070                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6071 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6072                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6073 #endif
6074
6075                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6076                         rq->cpu_load[j] = 0;
6077
6078 #ifdef CONFIG_SMP
6079                 rq->sd = NULL;
6080                 rq->rd = NULL;
6081                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6082                 rq->balance_callback = NULL;
6083                 rq->active_balance = 0;
6084                 rq->next_balance = jiffies;
6085                 rq->push_cpu = 0;
6086                 rq->cpu = i;
6087                 rq->online = 0;
6088                 rq->idle_stamp = 0;
6089                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6090                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6091
6092                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6093
6094                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6095 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6096                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6097                 rq->nohz_flags = 0;
6098 #endif
6099 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6100                 rq->last_sched_tick = 0;
6101 #endif
6102 #endif /* CONFIG_SMP */
6103                 init_rq_hrtick(rq);
6104                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6105         }
6106
6107         set_load_weight(&init_task);
6108
6109         /*
6110          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6111          */
6112         mmgrab(&init_mm);
6113         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6114
6115         /*
6116          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6117          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6118          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6119          * when this runqueue becomes "idle".
6120          */
6121         init_idle(current, smp_processor_id());
6122
6123         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6124
6125 #ifdef CONFIG_SMP
6126         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6127         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6128         if (cpu_isolated_map == NULL)
6129                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6130         idle_thread_set_boot_cpu();
6131         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6132 #endif
6133         init_sched_fair_class();
6134
6135         init_schedstats();
6136
6137         scheduler_running = 1;
6138 }
6139
6140 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6141 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6142 {
6143         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6144
6145         return (nested == preempt_offset);
6146 }
6147
6148 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6149 {
6150         /*
6151          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6152          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6153          * otherwise we will destroy state.
6154          */
6155         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6156                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6157                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6158                         current->state,
6159                         (void *)current->task_state_change,
6160                         (void *)current->task_state_change);
6161
6162         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6163 }
6164 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6165
6166 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6167 {
6168         /* Ratelimiting timestamp: */
6169         static unsigned long prev_jiffy;
6170
6171         unsigned long preempt_disable_ip;
6172
6173         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6174         rcu_sleep_check();
6175
6176         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6177              !is_idle_task(current)) ||
6178             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6179                 return;
6180         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6181                 return;
6182         prev_jiffy = jiffies;
6183
6184         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6185         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6186
6187         printk(KERN_ERR
6188                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6189                         file, line);
6190         printk(KERN_ERR
6191                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6192                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6193                         current->pid, current->comm);
6194
6195         if (task_stack_end_corrupted(current))
6196                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6197
6198         debug_show_held_locks(current);
6199         if (irqs_disabled())
6200                 print_irqtrace_events(current);
6201         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6202             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6203                 pr_err("Preemption disabled at:");
6204                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6205                 pr_cont("\n");
6206         }
6207         dump_stack();
6208         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6209 }
6210 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6211 #endif
6212
6213 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6214 void normalize_rt_tasks(void)
6215 {
6216         struct task_struct *g, *p;
6217         struct sched_attr attr = {
6218                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6219         };
6220
6221         read_lock(&tasklist_lock);
6222         for_each_process_thread(g, p) {
6223                 /*
6224                  * Only normalize user tasks:
6225                  */
6226                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6227                         continue;
6228
6229                 p->se.exec_start = 0;
6230                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6231                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6232                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6233
6234                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6235                         /*
6236                          * Renice negative nice level userspace
6237                          * tasks back to 0:
6238                          */
6239                         if (task_nice(p) < 0)
6240                                 set_user_nice(p, 0);
6241                         continue;
6242                 }
6243
6244                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6245         }
6246         read_unlock(&tasklist_lock);
6247 }
6248
6249 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6250
6251 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6252 /*
6253  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6254  *
6255  * They can only be called when the whole system has been
6256  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6257  * activity can take place. Using them for anything else would
6258  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6259  * under any other configuration.
6260  */
6261
6262 /**
6263  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6264  * @cpu: the processor in question.
6265  *
6266  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6267  *
6268  * Return: The current task for @cpu.
6269  */
6270 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6271 {
6272         return cpu_curr(cpu);
6273 }
6274
6275 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6276
6277 #ifdef CONFIG_IA64
6278 /**
6279  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6280  * @cpu: the processor in question.
6281  * @p: the task pointer to set.
6282  *
6283  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6284  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6285  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6286  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6287  * and caller must save the original value of the current task (see
6288  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6289  * re-starting the system.
6290  *
6291  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6292  */
6293 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6294 {
6295         cpu_curr(cpu) = p;
6296 }
6297
6298 #endif
6299
6300 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6301 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6302 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6303
6304 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6305 {
6306         free_fair_sched_group(tg);
6307         free_rt_sched_group(tg);
6308         autogroup_free(tg);
6309         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6310 }
6311
6312 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6313 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6314 {
6315         struct task_group *tg;
6316
6317         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6318         if (!tg)
6319                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6320
6321         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6322                 goto err;
6323
6324         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6325                 goto err;
6326
6327         return tg;
6328
6329 err:
6330         sched_free_group(tg);
6331         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6332 }
6333
6334 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6335 {
6336         unsigned long flags;
6337
6338         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6339         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6340
6341         /* Root should already exist: */
6342         WARN_ON(!parent);
6343
6344         tg->parent = parent;
6345         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6346         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6347         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6348
6349         online_fair_sched_group(tg);
6350 }
6351
6352 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6353 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6354 {
6355         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6356         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6357 }
6358
6359 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6360 {
6361         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6362         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6363 }
6364
6365 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6366 {
6367         unsigned long flags;
6368
6369         /* End participation in shares distribution: */
6370         unregister_fair_sched_group(tg);
6371
6372         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6373         list_del_rcu(&tg->list);
6374         list_del_rcu(&tg->siblings);
6375         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6376 }
6377
6378 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6379 {
6380         struct task_group *tg;
6381
6382         /*
6383          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6384          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6385          * to prevent lockdep warnings.
6386          */
6387         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6388                           struct task_group, css);
6389         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6390         tsk->sched_task_group = tg;
6391
6392 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6393         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6394                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6395         else
6396 #endif
6397                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6398 }
6399
6400 /*
6401  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6402  *
6403  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6404  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6405  * its new group.
6406  */
6407 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6408 {
6409         int queued, running;
6410         struct rq_flags rf;
6411         struct rq *rq;
6412
6413         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6414         update_rq_clock(rq);
6415
6416         running = task_current(rq, tsk);
6417         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6418
6419         if (queued)
6420                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
6421         if (running)
6422                 put_prev_task(rq, tsk);
6423
6424         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6425
6426         if (queued)
6427                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
6428         if (running)
6429                 set_curr_task(rq, tsk);
6430
6431         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6432 }
6433 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6434
6435 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6436 /*
6437  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6438  */
6439 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6440
6441 /* Must be called with tasklist_lock held */
6442 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6443 {
6444         struct task_struct *g, *p;
6445
6446         /*
6447          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6448          */
6449         if (task_group_is_autogroup(tg))
6450                 return 0;
6451
6452         for_each_process_thread(g, p) {
6453                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6454                         return 1;
6455         }
6456
6457         return 0;
6458 }
6459
6460 struct rt_schedulable_data {
6461         struct task_group *tg;
6462         u64 rt_period;
6463         u64 rt_runtime;
6464 };
6465
6466 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6467 {
6468         struct rt_schedulable_data *d = data;
6469         struct task_group *child;
6470         unsigned long total, sum = 0;
6471         u64 period, runtime;
6472
6473         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6474         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6475
6476         if (tg == d->tg) {
6477                 period = d->rt_period;
6478                 runtime = d->rt_runtime;
6479         }
6480
6481         /*
6482          * Cannot have more runtime than the period.
6483          */
6484         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6485                 return -EINVAL;
6486
6487         /*
6488          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6489          */
6490         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6491                 return -EBUSY;
6492
6493         total = to_ratio(period, runtime);
6494
6495         /*
6496          * Nobody can have more than the global setting allows.
6497          */
6498         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6499                 return -EINVAL;
6500
6501         /*
6502          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6503          */
6504         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6505                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6506                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6507
6508                 if (child == d->tg) {
6509                         period = d->rt_period;
6510                         runtime = d->rt_runtime;
6511                 }
6512
6513                 sum += to_ratio(period, runtime);
6514         }
6515
6516         if (sum > total)
6517                 return -EINVAL;
6518
6519         return 0;
6520 }
6521
6522 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6523 {
6524         int ret;
6525
6526         struct rt_schedulable_data data = {
6527                 .tg = tg,
6528                 .rt_period = period,
6529                 .rt_runtime = runtime,
6530         };
6531
6532         rcu_read_lock();
6533         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6534         rcu_read_unlock();
6535
6536         return ret;
6537 }
6538
6539 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6540                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6541 {
6542         int i, err = 0;
6543
6544         /*
6545          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6546          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6547          */
6548         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6549                 return -EINVAL;
6550
6551         /* No period doesn't make any sense. */
6552         if (rt_period == 0)
6553                 return -EINVAL;
6554
6555         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6556         read_lock(&tasklist_lock);
6557         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6558         if (err)
6559                 goto unlock;
6560
6561         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6562         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6563         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6564
6565         for_each_possible_cpu(i) {
6566                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6567
6568                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6569                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6570                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6571         }
6572         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6573 unlock:
6574         read_unlock(&tasklist_lock);
6575         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6576
6577         return err;
6578 }
6579
6580 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6581 {
6582         u64 rt_runtime, rt_period;
6583
6584         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6585         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6586         if (rt_runtime_us < 0)
6587                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6588
6589         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6590 }
6591
6592 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6593 {
6594         u64 rt_runtime_us;
6595
6596         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6597                 return -1;
6598
6599         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6600         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6601         return rt_runtime_us;
6602 }
6603
6604 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6605 {
6606         u64 rt_runtime, rt_period;
6607
6608         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6609         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6610
6611         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6612 }
6613
6614 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6615 {
6616         u64 rt_period_us;
6617
6618         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6619         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6620         return rt_period_us;
6621 }
6622 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6623
6624 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6625 static int sched_rt_global_constraints(void)
6626 {
6627         int ret = 0;
6628
6629         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6630         read_lock(&tasklist_lock);
6631         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6632         read_unlock(&tasklist_lock);
6633         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6634
6635         return ret;
6636 }
6637
6638 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6639 {
6640         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6641         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6642                 return 0;
6643
6644         return 1;
6645 }
6646
6647 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6648 static int sched_rt_global_constraints(void)
6649 {
6650         unsigned long flags;
6651         int i;
6652
6653         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6654         for_each_possible_cpu(i) {
6655                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6656
6657                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6658                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6659                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6660         }
6661         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6662
6663         return 0;
6664 }
6665 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6666
6667 static int sched_dl_global_validate(void)
6668 {
6669         u64 runtime = global_rt_runtime();
6670         u64 period = global_rt_period();
6671         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6672         struct dl_bw *dl_b;
6673         int cpu, ret = 0;
6674         unsigned long flags;
6675
6676         /*
6677          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6678          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6679          * any of the root_domains.
6680          *
6681          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6682          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6683          * solutions is welcome!
6684          */
6685         for_each_possible_cpu(cpu) {
6686                 rcu_read_lock_sched();
6687                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6688
6689                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6690                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6691                         ret = -EBUSY;
6692                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6693
6694                 rcu_read_unlock_sched();
6695
6696                 if (ret)
6697                         break;
6698         }
6699
6700         return ret;
6701 }
6702
6703 static void sched_dl_do_global(void)
6704 {
6705         u64 new_bw = -1;
6706         struct dl_bw *dl_b;
6707         int cpu;
6708         unsigned long flags;
6709
6710         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6711         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6712
6713         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6714                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6715
6716         /*
6717          * FIXME: As above...
6718          */
6719         for_each_possible_cpu(cpu) {
6720                 rcu_read_lock_sched();
6721                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6722
6723                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6724                 dl_b->bw = new_bw;
6725                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6726
6727                 rcu_read_unlock_sched();
6728         }
6729 }
6730
6731 static int sched_rt_global_validate(void)
6732 {
6733         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6734                 return -EINVAL;
6735
6736         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6737                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6738                 return -EINVAL;
6739
6740         return 0;
6741 }
6742
6743 static void sched_rt_do_global(void)
6744 {
6745         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6746         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6747 }
6748
6749 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6750                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6751                 loff_t *ppos)
6752 {
6753         int old_period, old_runtime;
6754         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6755         int ret;
6756
6757         mutex_lock(&mutex);
6758         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6759         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6760
6761         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6762
6763         if (!ret && write) {
6764                 ret = sched_rt_global_validate();
6765                 if (ret)
6766                         goto undo;
6767
6768                 ret = sched_dl_global_validate();
6769                 if (ret)
6770                         goto undo;
6771
6772                 ret = sched_rt_global_constraints();
6773                 if (ret)
6774                         goto undo;
6775
6776                 sched_rt_do_global();
6777                 sched_dl_do_global();
6778         }
6779         if (0) {
6780 undo:
6781                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6782                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6783         }
6784         mutex_unlock(&mutex);
6785
6786         return ret;
6787 }
6788
6789 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6790                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6791                 loff_t *ppos)
6792 {
6793         int ret;
6794         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6795
6796         mutex_lock(&mutex);
6797         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6798         /*
6799          * Make sure that internally we keep jiffies.
6800          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6801          */
6802         if (!ret && write) {
6803                 sched_rr_timeslice =
6804                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6805                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6806         }
6807         mutex_unlock(&mutex);
6808         return ret;
6809 }
6810
6811 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6812
6813 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6814 {
6815         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6816 }
6817
6818 static struct cgroup_subsys_state *
6819 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6820 {
6821         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6822         struct task_group *tg;
6823
6824         if (!parent) {
6825                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6826                 return &root_task_group.css;
6827         }
6828
6829         tg = sched_create_group(parent);
6830         if (IS_ERR(tg))
6831                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6832
6833         return &tg->css;
6834 }
6835
6836 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6837 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6838 {
6839         struct task_group *tg = css_tg(css);
6840         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6841
6842         if (parent)
6843                 sched_online_group(tg, parent);
6844         return 0;
6845 }
6846
6847 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6848 {
6849         struct task_group *tg = css_tg(css);
6850
6851         sched_offline_group(tg);
6852 }
6853
6854 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6855 {
6856         struct task_group *tg = css_tg(css);
6857
6858         /*
6859          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6860          */
6861         sched_free_group(tg);
6862 }
6863
6864 /*
6865  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6866  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6867  */
6868 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6869 {
6870         struct rq_flags rf;
6871         struct rq *rq;
6872
6873         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6874
6875         update_rq_clock(rq);
6876         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6877
6878         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6879 }
6880
6881 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6882 {
6883         struct task_struct *task;
6884         struct cgroup_subsys_state *css;
6885         int ret = 0;
6886
6887         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6888 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6889                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6890                         return -EINVAL;
6891 #else
6892                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6893                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6894                         return -EINVAL;
6895 #endif
6896                 /*
6897                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6898                  * running, we're sure to observe its full state.
6899                  */
6900                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6901                 /*
6902                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6903                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6904                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6905                  */
6906                 if (task->state == TASK_NEW)
6907                         ret = -EINVAL;
6908                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6909
6910                 if (ret)
6911                         break;
6912         }
6913         return ret;
6914 }
6915
6916 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6917 {
6918         struct task_struct *task;
6919         struct cgroup_subsys_state *css;
6920
6921         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6922                 sched_move_task(task);
6923 }
6924
6925 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6926 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6927                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6928 {
6929         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6930 }
6931
6932 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6933                                struct cftype *cft)
6934 {
6935         struct task_group *tg = css_tg(css);
6936
6937         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6938 }
6939
6940 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6941 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6942
6943 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6944 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6945
6946 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6947
6948 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6949 {
6950         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6951         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6952
6953         if (tg == &root_task_group)
6954                 return -EINVAL;
6955
6956         /*
6957          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6958          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6959          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6960          */
6961         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6962                 return -EINVAL;
6963
6964         /*
6965          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6966          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6967          * feasibility.
6968          */
6969         if (period > max_cfs_quota_period)
6970                 return -EINVAL;
6971
6972         /*
6973          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6974          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6975          */
6976         get_online_cpus();
6977         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6978         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6979         if (ret)
6980                 goto out_unlock;
6981
6982         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6983         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6984         /*
6985          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6986          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6987          */
6988         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6989                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6990         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6991         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6992         cfs_b->quota = quota;
6993
6994         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6995
6996         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6997         if (runtime_enabled)
6998                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6999
7000         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7001
7002         for_each_online_cpu(i) {
7003                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7004                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7005
7006                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7007                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7008                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7009
7010                 if (cfs_rq->throttled)
7011                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7012                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7013         }
7014         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7015                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7016 out_unlock:
7017         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7018         put_online_cpus();
7019
7020         return ret;
7021 }
7022
7023 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7024 {
7025         u64 quota, period;
7026
7027         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7028         if (cfs_quota_us < 0)
7029                 quota = RUNTIME_INF;
7030         else
7031                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7032
7033         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7034 }
7035
7036 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7037 {
7038         u64 quota_us;
7039
7040         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7041                 return -1;
7042
7043         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7044         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7045
7046         return quota_us;
7047 }
7048
7049 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7050 {
7051         u64 quota, period;
7052
7053         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7054         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7055
7056         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7057 }
7058
7059 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7060 {
7061         u64 cfs_period_us;
7062
7063         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7064         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7065
7066         return cfs_period_us;
7067 }
7068
7069 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7070                                   struct cftype *cft)
7071 {
7072         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7073 }
7074
7075 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7076                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7077 {
7078         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7079 }
7080
7081 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7082                                    struct cftype *cft)
7083 {
7084         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7085 }
7086
7087 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7088                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7089 {
7090         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7091 }
7092
7093 struct cfs_schedulable_data {
7094         struct task_group *tg;
7095         u64 period, quota;
7096 };
7097
7098 /*
7099  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7100  * note: units are usecs
7101  */
7102 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7103                                struct cfs_schedulable_data *d)
7104 {
7105         u64 quota, period;
7106
7107         if (tg == d->tg) {
7108                 period = d->period;
7109                 quota = d->quota;
7110         } else {
7111                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7112                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7113         }
7114
7115         /* note: these should typically be equivalent */
7116         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7117                 return RUNTIME_INF;
7118
7119         return to_ratio(period, quota);
7120 }
7121
7122 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7123 {
7124         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7125         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7126         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7127
7128         if (!tg->parent) {
7129                 quota = RUNTIME_INF;
7130         } else {
7131                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7132
7133                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7134                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7135
7136                 /*
7137                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7138                  * limit is set:
7139                  */
7140                 if (quota == RUNTIME_INF)
7141                         quota = parent_quota;
7142                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7143                         return -EINVAL;
7144         }
7145         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7146
7147         return 0;
7148 }
7149
7150 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7151 {
7152         int ret;
7153         struct cfs_schedulable_data data = {
7154                 .tg = tg,
7155                 .period = period,
7156                 .quota = quota,
7157         };
7158
7159         if (quota != RUNTIME_INF) {
7160                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7161                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7162         }
7163
7164         rcu_read_lock();
7165         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7166         rcu_read_unlock();
7167
7168         return ret;
7169 }
7170
7171 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7172 {
7173         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7174         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7175
7176         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7177         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7178         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7179
7180         return 0;
7181 }
7182 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7183 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7184
7185 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7186 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7187                                 struct cftype *cft, s64 val)
7188 {
7189         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7190 }
7191
7192 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7193                                struct cftype *cft)
7194 {
7195         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7196 }
7197
7198 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7199                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7200 {
7201         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7202 }
7203
7204 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7205                                    struct cftype *cft)
7206 {
7207         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7208 }
7209 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7210
7211 static struct cftype cpu_files[] = {
7212 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7213         {
7214                 .name = "shares",
7215                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7216                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7217         },
7218 #endif
7219 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7220         {
7221                 .name = "cfs_quota_us",
7222                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7223                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7224         },
7225         {
7226                 .name = "cfs_period_us",
7227                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7228                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7229         },
7230         {
7231                 .name = "stat",
7232                 .seq_show = cpu_stats_show,
7233         },
7234 #endif
7235 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7236         {
7237                 .name = "rt_runtime_us",
7238                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7239                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7240         },
7241         {
7242                 .name = "rt_period_us",
7243                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7244                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7245         },
7246 #endif
7247         { }     /* Terminate */
7248 };
7249
7250 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7251         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7252         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7253         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7254         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7255         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7256         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7257         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7258         .legacy_cftypes = cpu_files,
7259         .early_init     = true,
7260 };
7261
7262 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7263
7264 void dump_cpu_task(int cpu)
7265 {
7266         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7267         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7268 }
7269
7270 /*
7271  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7272  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7273  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7274  * that remained on nice 0.
7275  *
7276  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7277  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7278  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7279  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7280  * the relative distance between them is ~25%.)
7281  */
7282 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7283  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7284  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7285  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7286  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7287  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7288  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7289  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7290  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7291 };
7292
7293 /*
7294  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7295  *
7296  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7297  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7298  * into multiplications:
7299  */
7300 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7301  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7302  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7303  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7304  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7305  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7306  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7307  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7308  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7309 };