]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge branch 'for-mingo' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulmck...
[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/sched/hotplug.h>
13 #include <linux/wait_bit.h>
14 #include <linux/cpuset.h>
15 #include <linux/delayacct.h>
16 #include <linux/init_task.h>
17 #include <linux/context_tracking.h>
18 #include <linux/rcupdate_wait.h>
19
20 #include <linux/blkdev.h>
21 #include <linux/kprobes.h>
22 #include <linux/mmu_context.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/nmi.h>
25 #include <linux/prefetch.h>
26 #include <linux/profile.h>
27 #include <linux/security.h>
28 #include <linux/syscalls.h>
29
30 #include <asm/switch_to.h>
31 #include <asm/tlb.h>
32 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #endif
35
36 #include "sched.h"
37 #include "../workqueue_internal.h"
38 #include "../smpboot.h"
39
40 #define CREATE_TRACE_POINTS
41 #include <trace/events/sched.h>
42
43 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
44
45 /*
46  * Debugging: various feature bits
47  */
48
49 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
50         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
51
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55
56 #undef SCHED_FEAT
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we average the RT time consumption, measured
66  * in ms.
67  *
68  * default: 1s
69  */
70 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
71
72 /*
73  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
74  * default: 1s
75  */
76 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
77
78 __read_mostly int scheduler_running;
79
80 /*
81  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
82  * default: 0.95s
83  */
84 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
85
86 /* CPUs with isolated domains */
87 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
88
89 /*
90  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
91  */
92 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
93         __acquires(rq->lock)
94 {
95         struct rq *rq;
96
97         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
98
99         for (;;) {
100                 rq = task_rq(p);
101                 raw_spin_lock(&rq->lock);
102                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
103                         rq_pin_lock(rq, rf);
104                         return rq;
105                 }
106                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
107
108                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
109                         cpu_relax();
110         }
111 }
112
113 /*
114  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
115  */
116 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
117         __acquires(p->pi_lock)
118         __acquires(rq->lock)
119 {
120         struct rq *rq;
121
122         for (;;) {
123                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
124                 rq = task_rq(p);
125                 raw_spin_lock(&rq->lock);
126                 /*
127                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
128                  *
129                  *      ACQUIRE (rq->lock)
130                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
131                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
132                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
133                  *                                      [L] ->on_rq
134                  *      RELEASE (rq->lock)
135                  *
136                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
137                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
138                  *
139                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
140                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
141                  */
142                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
143                         rq_pin_lock(rq, rf);
144                         return rq;
145                 }
146                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
147                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
148
149                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
150                         cpu_relax();
151         }
152 }
153
154 /*
155  * RQ-clock updating methods:
156  */
157
158 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
159 {
160 /*
161  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
162  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
163  */
164 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
165         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
168         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
169
170         /*
171          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
172          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
173          * {soft,}irq region.
174          *
175          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
176          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
177          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
178          * monotonic.
179          *
180          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
181          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
182          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
183          * atomic ops.
184          */
185         if (irq_delta > delta)
186                 irq_delta = delta;
187
188         rq->prev_irq_time += irq_delta;
189         delta -= irq_delta;
190 #endif
191 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
192         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
193                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
194                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
195
196                 if (unlikely(steal > delta))
197                         steal = delta;
198
199                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
200                 delta -= steal;
201         }
202 #endif
203
204         rq->clock_task += delta;
205
206 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
207         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
208                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
209 #endif
210 }
211
212 void update_rq_clock(struct rq *rq)
213 {
214         s64 delta;
215
216         lockdep_assert_held(&rq->lock);
217
218         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
219                 return;
220
221 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
222         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
223                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
224         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
225 #endif
226
227         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
228         if (delta < 0)
229                 return;
230         rq->clock += delta;
231         update_rq_clock_task(rq, delta);
232 }
233
234
235 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
236 /*
237  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
238  */
239
240 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
241 {
242         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
243                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
244 }
245
246 /*
247  * High-resolution timer tick.
248  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
249  */
250 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
251 {
252         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
253         struct rq_flags rf;
254
255         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
256
257         rq_lock(rq, &rf);
258         update_rq_clock(rq);
259         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
260         rq_unlock(rq, &rf);
261
262         return HRTIMER_NORESTART;
263 }
264
265 #ifdef CONFIG_SMP
266
267 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
268 {
269         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
270
271         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
272 }
273
274 /*
275  * called from hardirq (IPI) context
276  */
277 static void __hrtick_start(void *arg)
278 {
279         struct rq *rq = arg;
280         struct rq_flags rf;
281
282         rq_lock(rq, &rf);
283         __hrtick_restart(rq);
284         rq->hrtick_csd_pending = 0;
285         rq_unlock(rq, &rf);
286 }
287
288 /*
289  * Called to set the hrtick timer state.
290  *
291  * called with rq->lock held and irqs disabled
292  */
293 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
294 {
295         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
296         ktime_t time;
297         s64 delta;
298
299         /*
300          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
301          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
302          */
303         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
304         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
305
306         hrtimer_set_expires(timer, time);
307
308         if (rq == this_rq()) {
309                 __hrtick_restart(rq);
310         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
311                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
312                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
313         }
314 }
315
316 #else
317 /*
318  * Called to set the hrtick timer state.
319  *
320  * called with rq->lock held and irqs disabled
321  */
322 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
323 {
324         /*
325          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
326          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
327          */
328         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
329         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
330                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
331 }
332 #endif /* CONFIG_SMP */
333
334 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
335 {
336 #ifdef CONFIG_SMP
337         rq->hrtick_csd_pending = 0;
338
339         rq->hrtick_csd.flags = 0;
340         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
341         rq->hrtick_csd.info = rq;
342 #endif
343
344         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
345         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
346 }
347 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
348 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
349 {
350 }
351
352 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
353 {
354 }
355 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
356
357 /*
358  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
359  */
360 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
361         ({                                                              \
362                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
363                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
364                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
365                                                                         \
366                 for (;;) {                                              \
367                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
368                         if (_old == _val)                               \
369                                 break;                                  \
370                         _val = _old;                                    \
371                 }                                                       \
372         _old;                                                           \
373 })
374
375 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
376 /*
377  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
378  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
379  * spurious IPIs.
380  */
381 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
382 {
383         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
384         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
385 }
386
387 /*
388  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
389  *
390  * If this returns true, then the idle task promises to call
391  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
392  */
393 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
394 {
395         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
396         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
397
398         for (;;) {
399                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
400                         return false;
401                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
402                         return true;
403                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
404                 if (old == val)
405                         break;
406                 val = old;
407         }
408         return true;
409 }
410
411 #else
412 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
413 {
414         set_tsk_need_resched(p);
415         return true;
416 }
417
418 #ifdef CONFIG_SMP
419 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
420 {
421         return false;
422 }
423 #endif
424 #endif
425
426 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
427 {
428         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
429
430         /*
431          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
432          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
433          * wakeup due to that.
434          *
435          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
436          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
437          */
438         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
439                 return;
440
441         get_task_struct(task);
442
443         /*
444          * The head is context local, there can be no concurrency.
445          */
446         *head->lastp = node;
447         head->lastp = &node->next;
448 }
449
450 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
451 {
452         struct wake_q_node *node = head->first;
453
454         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
455                 struct task_struct *task;
456
457                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
458                 BUG_ON(!task);
459                 /* Task can safely be re-inserted now: */
460                 node = node->next;
461                 task->wake_q.next = NULL;
462
463                 /*
464                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
465                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
466                  */
467                 wake_up_process(task);
468                 put_task_struct(task);
469         }
470 }
471
472 /*
473  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
474  *
475  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
476  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
477  * the target CPU.
478  */
479 void resched_curr(struct rq *rq)
480 {
481         struct task_struct *curr = rq->curr;
482         int cpu;
483
484         lockdep_assert_held(&rq->lock);
485
486         if (test_tsk_need_resched(curr))
487                 return;
488
489         cpu = cpu_of(rq);
490
491         if (cpu == smp_processor_id()) {
492                 set_tsk_need_resched(curr);
493                 set_preempt_need_resched();
494                 return;
495         }
496
497         if (set_nr_and_not_polling(curr))
498                 smp_send_reschedule(cpu);
499         else
500                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
501 }
502
503 void resched_cpu(int cpu)
504 {
505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
506         unsigned long flags;
507
508         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
509                 return;
510         resched_curr(rq);
511         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
512 }
513
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
516 /*
517  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
518  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
519  *
520  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
521  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
522  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
523  */
524 int get_nohz_timer_target(void)
525 {
526         int i, cpu = smp_processor_id();
527         struct sched_domain *sd;
528
529         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
530                 return cpu;
531
532         rcu_read_lock();
533         for_each_domain(cpu, sd) {
534                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
535                         if (cpu == i)
536                                 continue;
537
538                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
539                                 cpu = i;
540                                 goto unlock;
541                         }
542                 }
543         }
544
545         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
546                 cpu = housekeeping_any_cpu();
547 unlock:
548         rcu_read_unlock();
549         return cpu;
550 }
551
552 /*
553  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
554  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
555  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
556  * idle system the next event might even be infinite time into the
557  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
558  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
559  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
560  * wheel for the next timer event.
561  */
562 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
563 {
564         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
565
566         if (cpu == smp_processor_id())
567                 return;
568
569         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
570                 smp_send_reschedule(cpu);
571         else
572                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
573 }
574
575 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
576 {
577         /*
578          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
579          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
580          * If needed we can still optimize that later with an
581          * empty IRQ.
582          */
583         if (cpu_is_offline(cpu))
584                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
585         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
586                 if (cpu != smp_processor_id() ||
587                     tick_nohz_tick_stopped())
588                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
589                 return true;
590         }
591
592         return false;
593 }
594
595 /*
596  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
597  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
598  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
599  */
600 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
601 {
602         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
603                 wake_up_idle_cpu(cpu);
604 }
605
606 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
607 {
608         int cpu = smp_processor_id();
609
610         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
611                 return false;
612
613         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
614                 return true;
615
616         /*
617          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
618          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
619          */
620         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
621         return false;
622 }
623
624 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
625
626 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
627 {
628         return false;
629 }
630
631 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
632
633 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
634 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
635 {
636         int fifo_nr_running;
637
638         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
639         if (rq->dl.dl_nr_running)
640                 return false;
641
642         /*
643          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
644          * actual RR behaviour.
645          */
646         if (rq->rt.rr_nr_running) {
647                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
648                         return true;
649                 else
650                         return false;
651         }
652
653         /*
654          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
655          * forced preemption between FIFO tasks.
656          */
657         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
658         if (fifo_nr_running)
659                 return true;
660
661         /*
662          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
663          * if there's more than one we need the tick for involuntary
664          * preemption.
665          */
666         if (rq->nr_running > 1)
667                 return false;
668
669         return true;
670 }
671 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
672
673 void sched_avg_update(struct rq *rq)
674 {
675         s64 period = sched_avg_period();
676
677         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
678                 /*
679                  * Inline assembly required to prevent the compiler
680                  * optimising this loop into a divmod call.
681                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
682                  */
683                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
684                 rq->age_stamp += period;
685                 rq->rt_avg /= 2;
686         }
687 }
688
689 #endif /* CONFIG_SMP */
690
691 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
692                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
693 /*
694  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
695  * node and @up when leaving it for the final time.
696  *
697  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
698  */
699 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
700                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
701 {
702         struct task_group *parent, *child;
703         int ret;
704
705         parent = from;
706
707 down:
708         ret = (*down)(parent, data);
709         if (ret)
710                 goto out;
711         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
712                 parent = child;
713                 goto down;
714
715 up:
716                 continue;
717         }
718         ret = (*up)(parent, data);
719         if (ret || parent == from)
720                 goto out;
721
722         child = parent;
723         parent = parent->parent;
724         if (parent)
725                 goto up;
726 out:
727         return ret;
728 }
729
730 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
731 {
732         return 0;
733 }
734 #endif
735
736 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
737 {
738         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
739         struct load_weight *load = &p->se.load;
740
741         /*
742          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
743          */
744         if (idle_policy(p->policy)) {
745                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
746                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
747                 return;
748         }
749
750         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
751         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
752 }
753
754 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
755 {
756         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
757                 update_rq_clock(rq);
758
759         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
760                 sched_info_queued(rq, p);
761
762         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
763 }
764
765 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
768                 update_rq_clock(rq);
769
770         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
771                 sched_info_dequeued(rq, p);
772
773         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
777 {
778         if (task_contributes_to_load(p))
779                 rq->nr_uninterruptible--;
780
781         enqueue_task(rq, p, flags);
782 }
783
784 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
785 {
786         if (task_contributes_to_load(p))
787                 rq->nr_uninterruptible++;
788
789         dequeue_task(rq, p, flags);
790 }
791
792 /*
793  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
794  */
795 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
796 {
797         return p->static_prio;
798 }
799
800 /*
801  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
802  * without taking RT-inheritance into account. Might be
803  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
804  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
805  * estimator recalculates.
806  */
807 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
808 {
809         int prio;
810
811         if (task_has_dl_policy(p))
812                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
813         else if (task_has_rt_policy(p))
814                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
815         else
816                 prio = __normal_prio(p);
817         return prio;
818 }
819
820 /*
821  * Calculate the current priority, i.e. the priority
822  * taken into account by the scheduler. This value might
823  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
824  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
825  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
826  */
827 static int effective_prio(struct task_struct *p)
828 {
829         p->normal_prio = normal_prio(p);
830         /*
831          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
832          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
833          * to the normal priority:
834          */
835         if (!rt_prio(p->prio))
836                 return p->normal_prio;
837         return p->prio;
838 }
839
840 /**
841  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
842  * @p: the task in question.
843  *
844  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
845  */
846 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
847 {
848         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
849 }
850
851 /*
852  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
853  * use the balance_callback list if you want balancing.
854  *
855  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
856  * balance_callback().
857  */
858 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
859                                        const struct sched_class *prev_class,
860                                        int oldprio)
861 {
862         if (prev_class != p->sched_class) {
863                 if (prev_class->switched_from)
864                         prev_class->switched_from(rq, p);
865
866                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
867         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
868                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
869 }
870
871 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
872 {
873         const struct sched_class *class;
874
875         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
876                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
877         } else {
878                 for_each_class(class) {
879                         if (class == rq->curr->sched_class)
880                                 break;
881                         if (class == p->sched_class) {
882                                 resched_curr(rq);
883                                 break;
884                         }
885                 }
886         }
887
888         /*
889          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
890          * this case, we can save a useless back to back clock update.
891          */
892         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
893                 rq_clock_skip_update(rq, true);
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_SMP
897 /*
898  * This is how migration works:
899  *
900  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
901  *    stop_one_cpu().
902  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
903  *    off the CPU)
904  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
905  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
906  *    it and puts it into the right queue.
907  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
908  *    is done.
909  */
910
911 /*
912  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
913  *
914  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
915  */
916 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
917                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
918 {
919         lockdep_assert_held(&rq->lock);
920
921         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
922         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
923         set_task_cpu(p, new_cpu);
924         rq_unlock(rq, rf);
925
926         rq = cpu_rq(new_cpu);
927
928         rq_lock(rq, rf);
929         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
930         enqueue_task(rq, p, 0);
931         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
932         check_preempt_curr(rq, p, 0);
933
934         return rq;
935 }
936
937 struct migration_arg {
938         struct task_struct *task;
939         int dest_cpu;
940 };
941
942 /*
943  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
944  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
945  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
946  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
947  *
948  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
949  * as the task is no longer on this CPU.
950  */
951 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
952                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
953 {
954         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
955                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
956                         return rq;
957         } else {
958                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
959                         return rq;
960         }
961
962         /* Affinity changed (again). */
963         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
964                 return rq;
965
966         update_rq_clock(rq);
967         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
968
969         return rq;
970 }
971
972 /*
973  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
974  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
975  * 'pushing' onto another runqueue.
976  */
977 static int migration_cpu_stop(void *data)
978 {
979         struct migration_arg *arg = data;
980         struct task_struct *p = arg->task;
981         struct rq *rq = this_rq();
982         struct rq_flags rf;
983
984         /*
985          * The original target CPU might have gone down and we might
986          * be on another CPU but it doesn't matter.
987          */
988         local_irq_disable();
989         /*
990          * We need to explicitly wake pending tasks before running
991          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
992          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
993          */
994         sched_ttwu_pending();
995
996         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
997         rq_lock(rq, &rf);
998         /*
999          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1000          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1001          * we're holding p->pi_lock.
1002          */
1003         if (task_rq(p) == rq) {
1004                 if (task_on_rq_queued(p))
1005                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1006                 else
1007                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1008         }
1009         rq_unlock(rq, &rf);
1010         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1011
1012         local_irq_enable();
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1018  * actually call this function.
1019  */
1020 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1021 {
1022         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1023         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1024 }
1025
1026 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1027 {
1028         struct rq *rq = task_rq(p);
1029         bool queued, running;
1030
1031         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1032
1033         queued = task_on_rq_queued(p);
1034         running = task_current(rq, p);
1035
1036         if (queued) {
1037                 /*
1038                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1039                  * holding rq->lock.
1040                  */
1041                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1042                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1043         }
1044         if (running)
1045                 put_prev_task(rq, p);
1046
1047         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1048
1049         if (queued)
1050                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1051         if (running)
1052                 set_curr_task(rq, p);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1057  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1058  * is removed from the allowed bitmask.
1059  *
1060  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1061  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1062  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1063  */
1064 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1065                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1066 {
1067         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1068         unsigned int dest_cpu;
1069         struct rq_flags rf;
1070         struct rq *rq;
1071         int ret = 0;
1072
1073         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1074         update_rq_clock(rq);
1075
1076         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1077                 /*
1078                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1079                  */
1080                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1081         }
1082
1083         /*
1084          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1085          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1086          */
1087         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1088                 ret = -EINVAL;
1089                 goto out;
1090         }
1091
1092         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1093                 goto out;
1094
1095         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1096                 ret = -EINVAL;
1097                 goto out;
1098         }
1099
1100         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1101
1102         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1103                 /*
1104                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1105                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1106                  */
1107                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1108                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1109                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1110         }
1111
1112         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1113         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1114                 goto out;
1115
1116         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1117         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1118                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1119                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1120                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1121                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1122                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1123                 return 0;
1124         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1125                 /*
1126                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1127                  * afterwards anyway.
1128                  */
1129                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1130         }
1131 out:
1132         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1133
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1138 {
1139         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1142
1143 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1144 {
1145 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1146         /*
1147          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1148          * ttwu() will sort out the placement.
1149          */
1150         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1151                         !p->on_rq);
1152
1153         /*
1154          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1155          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1156          * time relying on p->on_rq.
1157          */
1158         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1159                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1160                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1161
1162 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1163         /*
1164          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1165          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1166          *
1167          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1168          * see task_group().
1169          *
1170          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1171          * task_rq_lock().
1172          */
1173         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1174                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1175 #endif
1176 #endif
1177
1178         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1179
1180         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1181                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1182                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1183                 p->se.nr_migrations++;
1184                 perf_event_task_migrate(p);
1185         }
1186
1187         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1188 }
1189
1190 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1191 {
1192         if (task_on_rq_queued(p)) {
1193                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1194                 struct rq_flags srf, drf;
1195
1196                 src_rq = task_rq(p);
1197                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1198
1199                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1200                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1201
1202                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1203                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1204                 set_task_cpu(p, cpu);
1205                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1206                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1207                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1208
1209                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1210                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1211
1212         } else {
1213                 /*
1214                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1215                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1216                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1217                  */
1218                 p->wake_cpu = cpu;
1219         }
1220 }
1221
1222 struct migration_swap_arg {
1223         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1224         int src_cpu, dst_cpu;
1225 };
1226
1227 static int migrate_swap_stop(void *data)
1228 {
1229         struct migration_swap_arg *arg = data;
1230         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1231         int ret = -EAGAIN;
1232
1233         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1234                 return -EAGAIN;
1235
1236         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1237         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1238
1239         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1240                         &arg->dst_task->pi_lock);
1241         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1242
1243         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1244                 goto unlock;
1245
1246         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1247                 goto unlock;
1248
1249         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1250                 goto unlock;
1251
1252         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1253                 goto unlock;
1254
1255         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1256         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1257
1258         ret = 0;
1259
1260 unlock:
1261         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1262         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1263         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1264
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Cross migrate two tasks
1270  */
1271 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1272 {
1273         struct migration_swap_arg arg;
1274         int ret = -EINVAL;
1275
1276         arg = (struct migration_swap_arg){
1277                 .src_task = cur,
1278                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1279                 .dst_task = p,
1280                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1281         };
1282
1283         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1284                 goto out;
1285
1286         /*
1287          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1288          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1289          */
1290         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1291                 goto out;
1292
1293         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1294                 goto out;
1295
1296         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1297                 goto out;
1298
1299         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1300         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1301
1302 out:
1303         return ret;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1308  *
1309  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1310  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1311  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1312  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1313  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1314  * @p has remained unscheduled the whole time.
1315  *
1316  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1317  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1318  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1319  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1320  * waiting to become inactive.
1321  */
1322 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1323 {
1324         int running, queued;
1325         struct rq_flags rf;
1326         unsigned long ncsw;
1327         struct rq *rq;
1328
1329         for (;;) {
1330                 /*
1331                  * We do the initial early heuristics without holding
1332                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1333                  * the runqueue lock when things look like they will
1334                  * work out!
1335                  */
1336                 rq = task_rq(p);
1337
1338                 /*
1339                  * If the task is actively running on another CPU
1340                  * still, just relax and busy-wait without holding
1341                  * any locks.
1342                  *
1343                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1344                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1345                  * But we don't care, since "task_running()" will
1346                  * return false if the runqueue has changed and p
1347                  * is actually now running somewhere else!
1348                  */
1349                 while (task_running(rq, p)) {
1350                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1351                                 return 0;
1352                         cpu_relax();
1353                 }
1354
1355                 /*
1356                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1357                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1358                  * just go back and repeat.
1359                  */
1360                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1361                 trace_sched_wait_task(p);
1362                 running = task_running(rq, p);
1363                 queued = task_on_rq_queued(p);
1364                 ncsw = 0;
1365                 if (!match_state || p->state == match_state)
1366                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1367                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1368
1369                 /*
1370                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1371                  */
1372                 if (unlikely(!ncsw))
1373                         break;
1374
1375                 /*
1376                  * Was it really running after all now that we
1377                  * checked with the proper locks actually held?
1378                  *
1379                  * Oops. Go back and try again..
1380                  */
1381                 if (unlikely(running)) {
1382                         cpu_relax();
1383                         continue;
1384                 }
1385
1386                 /*
1387                  * It's not enough that it's not actively running,
1388                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1389                  * preempted!
1390                  *
1391                  * So if it was still runnable (but just not actively
1392                  * running right now), it's preempted, and we should
1393                  * yield - it could be a while.
1394                  */
1395                 if (unlikely(queued)) {
1396                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1397
1398                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1399                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1400                         continue;
1401                 }
1402
1403                 /*
1404                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1405                  * runnable, which means that it will never become
1406                  * running in the future either. We're all done!
1407                  */
1408                 break;
1409         }
1410
1411         return ncsw;
1412 }
1413
1414 /***
1415  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1416  * @p: the to-be-kicked thread
1417  *
1418  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1419  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1420  *
1421  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1422  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1423  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1424  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1425  * achieved as well.
1426  */
1427 void kick_process(struct task_struct *p)
1428 {
1429         int cpu;
1430
1431         preempt_disable();
1432         cpu = task_cpu(p);
1433         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1434                 smp_send_reschedule(cpu);
1435         preempt_enable();
1436 }
1437 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1438
1439 /*
1440  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1441  *
1442  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1443  *
1444  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1445  *
1446  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1447  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1448  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1449  *    see it.
1450  *
1451  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1452  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1453  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1454  *    off.
1455  *
1456  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1457  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1458  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1459  * to satisfy the above rules.
1460  */
1461 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1462 {
1463         int nid = cpu_to_node(cpu);
1464         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1465         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1466         int dest_cpu;
1467
1468         /*
1469          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1470          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1471          * select the CPU on the other node.
1472          */
1473         if (nid != -1) {
1474                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1475
1476                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1477                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1478                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1479                                 continue;
1480                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1481                                 return dest_cpu;
1482                 }
1483         }
1484
1485         for (;;) {
1486                 /* Any allowed, online CPU? */
1487                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1488                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1489                                 continue;
1490                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1491                                 continue;
1492                         goto out;
1493                 }
1494
1495                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1496                 switch (state) {
1497                 case cpuset:
1498                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1499                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1500                                 state = possible;
1501                                 break;
1502                         }
1503                         /* Fall-through */
1504                 case possible:
1505                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1506                         state = fail;
1507                         break;
1508
1509                 case fail:
1510                         BUG();
1511                         break;
1512                 }
1513         }
1514
1515 out:
1516         if (state != cpuset) {
1517                 /*
1518                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1519                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1520                  * leave kernel.
1521                  */
1522                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1523                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1524                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1525                 }
1526         }
1527
1528         return dest_cpu;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1533  */
1534 static inline
1535 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1536 {
1537         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1538
1539         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1540                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1541         else
1542                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1543
1544         /*
1545          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1546          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1547          * CPU.
1548          *
1549          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1550          *
1551          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1552          *   not worry about this generic constraint ]
1553          */
1554         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1555                      !cpu_online(cpu)))
1556                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1557
1558         return cpu;
1559 }
1560
1561 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1562 {
1563         s64 diff = sample - *avg;
1564         *avg += diff >> 3;
1565 }
1566
1567 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1568 {
1569         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1570         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1571
1572         if (stop) {
1573                 /*
1574                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1575                  * userspace knows about and won't get confused about.
1576                  *
1577                  * Also, it will make PI more or less work without too
1578                  * much confusion -- but then, stop work should not
1579                  * rely on PI working anyway.
1580                  */
1581                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1582
1583                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1584         }
1585
1586         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1587
1588         if (old_stop) {
1589                 /*
1590                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1591                  * it can die in pieces.
1592                  */
1593                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1594         }
1595 }
1596
1597 #else
1598
1599 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1600                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1601 {
1602         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1603 }
1604
1605 #endif /* CONFIG_SMP */
1606
1607 static void
1608 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1609 {
1610         struct rq *rq;
1611
1612         if (!schedstat_enabled())
1613                 return;
1614
1615         rq = this_rq();
1616
1617 #ifdef CONFIG_SMP
1618         if (cpu == rq->cpu) {
1619                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1620                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1621         } else {
1622                 struct sched_domain *sd;
1623
1624                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1625                 rcu_read_lock();
1626                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1627                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1628                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1629                                 break;
1630                         }
1631                 }
1632                 rcu_read_unlock();
1633         }
1634
1635         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1636                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1637 #endif /* CONFIG_SMP */
1638
1639         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1640         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1641
1642         if (wake_flags & WF_SYNC)
1643                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1644 }
1645
1646 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1647 {
1648         activate_task(rq, p, en_flags);
1649         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1650
1651         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1652         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1653                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1658  */
1659 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1660                            struct rq_flags *rf)
1661 {
1662         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1663         p->state = TASK_RUNNING;
1664         trace_sched_wakeup(p);
1665
1666 #ifdef CONFIG_SMP
1667         if (p->sched_class->task_woken) {
1668                 /*
1669                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1670                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1671                  */
1672                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1673                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1674                 rq_repin_lock(rq, rf);
1675         }
1676
1677         if (rq->idle_stamp) {
1678                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1679                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1680
1681                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1682
1683                 if (rq->avg_idle > max)
1684                         rq->avg_idle = max;
1685
1686                 rq->idle_stamp = 0;
1687         }
1688 #endif
1689 }
1690
1691 static void
1692 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1693                  struct rq_flags *rf)
1694 {
1695         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1696
1697         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1698
1699 #ifdef CONFIG_SMP
1700         if (p->sched_contributes_to_load)
1701                 rq->nr_uninterruptible--;
1702
1703         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1704                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1705 #endif
1706
1707         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1708         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1713  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1714  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1715  * the task is still ->on_rq.
1716  */
1717 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1718 {
1719         struct rq_flags rf;
1720         struct rq *rq;
1721         int ret = 0;
1722
1723         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1724         if (task_on_rq_queued(p)) {
1725                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1726                 update_rq_clock(rq);
1727                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1728                 ret = 1;
1729         }
1730         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1731
1732         return ret;
1733 }
1734
1735 #ifdef CONFIG_SMP
1736 void sched_ttwu_pending(void)
1737 {
1738         struct rq *rq = this_rq();
1739         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1740         struct task_struct *p, *t;
1741         struct rq_flags rf;
1742
1743         if (!llist)
1744                 return;
1745
1746         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1747         update_rq_clock(rq);
1748
1749         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1750                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1751
1752         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1753 }
1754
1755 void scheduler_ipi(void)
1756 {
1757         /*
1758          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1759          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1760          * this IPI.
1761          */
1762         preempt_fold_need_resched();
1763
1764         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1765                 return;
1766
1767         /*
1768          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1769          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1770          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1771          * we do call them.
1772          *
1773          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1774          * properly.
1775          *
1776          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1777          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1778          * somewhat pessimize the simple resched case.
1779          */
1780         irq_enter();
1781         sched_ttwu_pending();
1782
1783         /*
1784          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1785          */
1786         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1787                 this_rq()->idle_balance = 1;
1788                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1789         }
1790         irq_exit();
1791 }
1792
1793 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1794 {
1795         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1796
1797         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1798
1799         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1800                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1801                         smp_send_reschedule(cpu);
1802                 else
1803                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1804         }
1805 }
1806
1807 void wake_up_if_idle(int cpu)
1808 {
1809         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1810         struct rq_flags rf;
1811
1812         rcu_read_lock();
1813
1814         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1815                 goto out;
1816
1817         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1818                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1819         } else {
1820                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1821                 if (is_idle_task(rq->curr))
1822                         smp_send_reschedule(cpu);
1823                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1824                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1825         }
1826
1827 out:
1828         rcu_read_unlock();
1829 }
1830
1831 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1832 {
1833         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1834 }
1835 #endif /* CONFIG_SMP */
1836
1837 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1838 {
1839         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1840         struct rq_flags rf;
1841
1842 #if defined(CONFIG_SMP)
1843         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1844                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1845                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1846                 return;
1847         }
1848 #endif
1849
1850         rq_lock(rq, &rf);
1851         update_rq_clock(rq);
1852         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1853         rq_unlock(rq, &rf);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1858  *
1859  *  MIGRATION
1860  *
1861  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1862  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1863  * execution on its new CPU [c1].
1864  *
1865  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1866  *
1867  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1868  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1869  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1870  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1871  *
1872  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1873  * Note: we only require RCpc transitivity.
1874  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1875  *
1876  * Example:
1877  *
1878  *   CPU0            CPU1            CPU2
1879  *
1880  *   LOCK rq(0)->lock
1881  *   sched-out X
1882  *   sched-in Y
1883  *   UNLOCK rq(0)->lock
1884  *
1885  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1886  *                                   dequeue X
1887  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1888  *
1889  *                                   LOCK rq(1)->lock
1890  *                                   enqueue X
1891  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1892  *
1893  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1894  *                   sched-out Z
1895  *                   sched-in X
1896  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1897  *
1898  *
1899  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1900  *
1901  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1902  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1903  * chain to provide order. Instead we do:
1904  *
1905  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1906  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1907  *
1908  * Example:
1909  *
1910  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1911  *
1912  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1913  *   dequeue X
1914  *   sched-out X
1915  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1916  *
1917  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1918  *                    X->state = WAKING
1919  *                    set_task_cpu(X,2)
1920  *
1921  *                    LOCK rq(2)->lock
1922  *                    enqueue X
1923  *                    X->state = RUNNING
1924  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1925  *
1926  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1927  *                                          sched-out Z
1928  *                                          sched-in X
1929  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1930  *
1931  *                    UNLOCK X->pi_lock
1932  *   UNLOCK rq(0)->lock
1933  *
1934  *
1935  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1936  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1937  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1938  * its wakeup.
1939  *
1940  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1941  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1942  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1943  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1944  *
1945  */
1946
1947 /**
1948  * try_to_wake_up - wake up a thread
1949  * @p: the thread to be awakened
1950  * @state: the mask of task states that can be woken
1951  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1952  *
1953  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1954  *
1955  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1956  *
1957  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1958  * set_current_state().
1959  *
1960  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1961  *         %false otherwise.
1962  */
1963 static int
1964 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1965 {
1966         unsigned long flags;
1967         int cpu, success = 0;
1968
1969         /*
1970          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1971          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1972          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1973          * set_current_state() the waiting thread does.
1974          */
1975         smp_mb__before_spinlock();
1976         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1977         if (!(p->state & state))
1978                 goto out;
1979
1980         trace_sched_waking(p);
1981
1982         /* We're going to change ->state: */
1983         success = 1;
1984         cpu = task_cpu(p);
1985
1986         /*
1987          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1988          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1989          * in smp_cond_load_acquire() below.
1990          *
1991          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1992          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1993          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1994          *                              \
1995          *                               +---   RMB
1996          * schedule()                   /
1997          *       LOCK rq->lock    -----'
1998          *       UNLOCK rq->lock
1999          *
2000          * [task p]
2001          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2002          *
2003          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2004          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2005          * current.
2006          */
2007         smp_rmb();
2008         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2009                 goto stat;
2010
2011 #ifdef CONFIG_SMP
2012         /*
2013          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2014          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2015          *
2016          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2017          * from the runqueue.
2018          *
2019          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2020          *      UNLOCK rq->lock
2021          *                      RMB
2022          *      LOCK   rq->lock
2023          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2024          *
2025          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2026          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2027          * task, the second putting it to sleep.
2028          */
2029         smp_rmb();
2030
2031         /*
2032          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2033          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2034          *
2035          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2036          *
2037          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2038          * their previous state and preserve Program Order.
2039          */
2040         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2041
2042         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2043         p->state = TASK_WAKING;
2044
2045         if (p->in_iowait) {
2046                 delayacct_blkio_end();
2047                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2048         }
2049
2050         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2051         if (task_cpu(p) != cpu) {
2052                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2053                 set_task_cpu(p, cpu);
2054         }
2055
2056 #else /* CONFIG_SMP */
2057
2058         if (p->in_iowait) {
2059                 delayacct_blkio_end();
2060                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2061         }
2062
2063 #endif /* CONFIG_SMP */
2064
2065         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2066 stat:
2067         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2068 out:
2069         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2070
2071         return success;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2076  * @p: the thread to be awakened
2077  * @rf: request-queue flags for pinning
2078  *
2079  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2080  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2081  * the current task.
2082  */
2083 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2084 {
2085         struct rq *rq = task_rq(p);
2086
2087         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2088             WARN_ON_ONCE(p == current))
2089                 return;
2090
2091         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2092
2093         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2094                 /*
2095                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2096                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2097                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2098                  * not yet picked a replacement task.
2099                  */
2100                 rq_unlock(rq, rf);
2101                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2102                 rq_relock(rq, rf);
2103         }
2104
2105         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2106                 goto out;
2107
2108         trace_sched_waking(p);
2109
2110         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2111                 if (p->in_iowait) {
2112                         delayacct_blkio_end();
2113                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2114                 }
2115                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2116         }
2117
2118         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2119         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2120 out:
2121         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2122 }
2123
2124 /**
2125  * wake_up_process - Wake up a specific process
2126  * @p: The process to be woken up.
2127  *
2128  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2129  * processes.
2130  *
2131  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2132  *
2133  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2134  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2135  */
2136 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2137 {
2138         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2139 }
2140 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2141
2142 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2143 {
2144         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2149  * p is forked by current.
2150  *
2151  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2152  */
2153 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2154 {
2155         p->on_rq                        = 0;
2156
2157         p->se.on_rq                     = 0;
2158         p->se.exec_start                = 0;
2159         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2160         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2161         p->se.nr_migrations             = 0;
2162         p->se.vruntime                  = 0;
2163         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2164
2165 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2166         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2167 #endif
2168
2169 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2170         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2171         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2172 #endif
2173
2174         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2175         init_dl_task_timer(&p->dl);
2176         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2177         __dl_clear_params(p);
2178
2179         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2180         p->rt.timeout           = 0;
2181         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2182         p->rt.on_rq             = 0;
2183         p->rt.on_list           = 0;
2184
2185 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2186         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2187 #endif
2188
2189 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2190         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2191                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2192                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2193         }
2194
2195         if (clone_flags & CLONE_VM)
2196                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2197         else
2198                 p->numa_preferred_nid = -1;
2199
2200         p->node_stamp = 0ULL;
2201         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2202         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2203         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2204         p->numa_faults = NULL;
2205         p->last_task_numa_placement = 0;
2206         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2207
2208         p->numa_group = NULL;
2209 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2210 }
2211
2212 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2213
2214 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2215
2216 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2217 {
2218         if (enabled)
2219                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2220         else
2221                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2222 }
2223
2224 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2225 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2226                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2227 {
2228         struct ctl_table t;
2229         int err;
2230         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2231
2232         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2233                 return -EPERM;
2234
2235         t = *table;
2236         t.data = &state;
2237         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2238         if (err < 0)
2239                 return err;
2240         if (write)
2241                 set_numabalancing_state(state);
2242         return err;
2243 }
2244 #endif
2245 #endif
2246
2247 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2248
2249 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2250 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2251
2252 static void set_schedstats(bool enabled)
2253 {
2254         if (enabled)
2255                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2256         else
2257                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2258 }
2259
2260 void force_schedstat_enabled(void)
2261 {
2262         if (!schedstat_enabled()) {
2263                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2264                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2265         }
2266 }
2267
2268 static int __init setup_schedstats(char *str)
2269 {
2270         int ret = 0;
2271         if (!str)
2272                 goto out;
2273
2274         /*
2275          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2276          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2277          * variable so init_schedstats() can do it later.
2278          */
2279         if (!strcmp(str, "enable")) {
2280                 __sched_schedstats = true;
2281                 ret = 1;
2282         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2283                 __sched_schedstats = false;
2284                 ret = 1;
2285         }
2286 out:
2287         if (!ret)
2288                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2289
2290         return ret;
2291 }
2292 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2293
2294 static void __init init_schedstats(void)
2295 {
2296         set_schedstats(__sched_schedstats);
2297 }
2298
2299 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2300 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2301                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2302 {
2303         struct ctl_table t;
2304         int err;
2305         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2306
2307         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2308                 return -EPERM;
2309
2310         t = *table;
2311         t.data = &state;
2312         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2313         if (err < 0)
2314                 return err;
2315         if (write)
2316                 set_schedstats(state);
2317         return err;
2318 }
2319 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2320 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2321 static inline void init_schedstats(void) {}
2322 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2323
2324 /*
2325  * fork()/clone()-time setup:
2326  */
2327 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2328 {
2329         unsigned long flags;
2330         int cpu = get_cpu();
2331
2332         __sched_fork(clone_flags, p);
2333         /*
2334          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2335          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2336          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2337          */
2338         p->state = TASK_NEW;
2339
2340         /*
2341          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2342          */
2343         p->prio = current->normal_prio;
2344
2345         /*
2346          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2347          */
2348         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2349                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2350                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2351                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2352                         p->rt_priority = 0;
2353                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2354                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2355
2356                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2357                 set_load_weight(p);
2358
2359                 /*
2360                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2361                  * fulfilled its duty:
2362                  */
2363                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2364         }
2365
2366         if (dl_prio(p->prio)) {
2367                 put_cpu();
2368                 return -EAGAIN;
2369         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2370                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2371         } else {
2372                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2373         }
2374
2375         init_entity_runnable_average(&p->se);
2376
2377         /*
2378          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2379          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2380          * is ran before sched_fork().
2381          *
2382          * Silence PROVE_RCU.
2383          */
2384         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2385         /*
2386          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2387          * so use __set_task_cpu().
2388          */
2389         __set_task_cpu(p, cpu);
2390         if (p->sched_class->task_fork)
2391                 p->sched_class->task_fork(p);
2392         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2393
2394 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2395         if (likely(sched_info_on()))
2396                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2397 #endif
2398 #if defined(CONFIG_SMP)
2399         p->on_cpu = 0;
2400 #endif
2401         init_task_preempt_count(p);
2402 #ifdef CONFIG_SMP
2403         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2404         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2405 #endif
2406
2407         put_cpu();
2408         return 0;
2409 }
2410
2411 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2412 {
2413         if (runtime == RUNTIME_INF)
2414                 return BW_UNIT;
2415
2416         /*
2417          * Doing this here saves a lot of checks in all
2418          * the calling paths, and returning zero seems
2419          * safe for them anyway.
2420          */
2421         if (period == 0)
2422                 return 0;
2423
2424         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2425 }
2426
2427 /*
2428  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2429  *
2430  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2431  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2432  * on the runqueue and wakes it.
2433  */
2434 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2435 {
2436         struct rq_flags rf;
2437         struct rq *rq;
2438
2439         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2440         p->state = TASK_RUNNING;
2441 #ifdef CONFIG_SMP
2442         /*
2443          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2444          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2445          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2446          *
2447          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2448          * as we're not fully set-up yet.
2449          */
2450         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2451 #endif
2452         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2453         update_rq_clock(rq);
2454         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2455
2456         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2457         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2458         trace_sched_wakeup_new(p);
2459         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2460 #ifdef CONFIG_SMP
2461         if (p->sched_class->task_woken) {
2462                 /*
2463                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2464                  * drop it.
2465                  */
2466                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2467                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2468                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2469         }
2470 #endif
2471         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2472 }
2473
2474 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2475
2476 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2477
2478 void preempt_notifier_inc(void)
2479 {
2480         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2481 }
2482 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2483
2484 void preempt_notifier_dec(void)
2485 {
2486         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2489
2490 /**
2491  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2492  * @notifier: notifier struct to register
2493  */
2494 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2495 {
2496         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2497                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2498
2499         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2500 }
2501 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2502
2503 /**
2504  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2505  * @notifier: notifier struct to unregister
2506  *
2507  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2508  */
2509 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2510 {
2511         hlist_del(&notifier->link);
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2514
2515 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2516 {
2517         struct preempt_notifier *notifier;
2518
2519         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2520                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2521 }
2522
2523 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2524 {
2525         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2526                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2527 }
2528
2529 static void
2530 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2531                                    struct task_struct *next)
2532 {
2533         struct preempt_notifier *notifier;
2534
2535         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2536                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2537 }
2538
2539 static __always_inline void
2540 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2541                                  struct task_struct *next)
2542 {
2543         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2544                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2545 }
2546
2547 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2548
2549 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2550 {
2551 }
2552
2553 static inline void
2554 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2555                                  struct task_struct *next)
2556 {
2557 }
2558
2559 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2560
2561 /**
2562  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2563  * @rq: the runqueue preparing to switch
2564  * @prev: the current task that is being switched out
2565  * @next: the task we are going to switch to.
2566  *
2567  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2568  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2569  * switch.
2570  *
2571  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2572  * hooks.
2573  */
2574 static inline void
2575 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2576                     struct task_struct *next)
2577 {
2578         sched_info_switch(rq, prev, next);
2579         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2580         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2581         prepare_lock_switch(rq, next);
2582         prepare_arch_switch(next);
2583 }
2584
2585 /**
2586  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2587  * @prev: the thread we just switched away from.
2588  *
2589  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2590  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2591  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2592  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2593  *
2594  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2595  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2596  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2597  * details.)
2598  *
2599  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2600  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2601  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2602  * because prev may have moved to another CPU.
2603  */
2604 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2605         __releases(rq->lock)
2606 {
2607         struct rq *rq = this_rq();
2608         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2609         long prev_state;
2610
2611         /*
2612          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2613          * because it left us after:
2614          *
2615          *      schedule()
2616          *        preempt_disable();                    // 1
2617          *        __schedule()
2618          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2619          *
2620          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2621          */
2622         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2623                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2624                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2625                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2626
2627         rq->prev_mm = NULL;
2628
2629         /*
2630          * A task struct has one reference for the use as "current".
2631          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2632          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2633          * the scheduled task must drop that reference.
2634          *
2635          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2636          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2637          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2638          * transition, resulting in a double drop.
2639          */
2640         prev_state = prev->state;
2641         vtime_task_switch(prev);
2642         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2643         /*
2644          * The membarrier system call requires a full memory barrier
2645          * after storing to rq->curr, before going back to user-space.
2646          *
2647          * TODO: This smp_mb__after_unlock_lock can go away if PPC end
2648          * up adding a full barrier to switch_mm(), or we should figure
2649          * out if a smp_mb__after_unlock_lock is really the proper API
2650          * to use.
2651          */
2652         smp_mb__after_unlock_lock();
2653         finish_lock_switch(rq, prev);
2654         finish_arch_post_lock_switch();
2655
2656         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2657         if (mm)
2658                 mmdrop(mm);
2659         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2660                 if (prev->sched_class->task_dead)
2661                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2662
2663                 /*
2664                  * Remove function-return probe instances associated with this
2665                  * task and put them back on the free list.
2666                  */
2667                 kprobe_flush_task(prev);
2668
2669                 /* Task is done with its stack. */
2670                 put_task_stack(prev);
2671
2672                 put_task_struct(prev);
2673         }
2674
2675         tick_nohz_task_switch();
2676         return rq;
2677 }
2678
2679 #ifdef CONFIG_SMP
2680
2681 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2682 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2683 {
2684         struct callback_head *head, *next;
2685         void (*func)(struct rq *rq);
2686         unsigned long flags;
2687
2688         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2689         head = rq->balance_callback;
2690         rq->balance_callback = NULL;
2691         while (head) {
2692                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2693                 next = head->next;
2694                 head->next = NULL;
2695                 head = next;
2696
2697                 func(rq);
2698         }
2699         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2700 }
2701
2702 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2703 {
2704         if (unlikely(rq->balance_callback))
2705                 __balance_callback(rq);
2706 }
2707
2708 #else
2709
2710 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2711 {
2712 }
2713
2714 #endif
2715
2716 /**
2717  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2718  * @prev: the thread we just switched away from.
2719  */
2720 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2721         __releases(rq->lock)
2722 {
2723         struct rq *rq;
2724
2725         /*
2726          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2727          * finish_task_switch() for details.
2728          *
2729          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2730          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2731          * PREEMPT_COUNT kernels).
2732          */
2733
2734         rq = finish_task_switch(prev);
2735         balance_callback(rq);
2736         preempt_enable();
2737
2738         if (current->set_child_tid)
2739                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2740 }
2741
2742 /*
2743  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2744  */
2745 static __always_inline struct rq *
2746 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2747                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2748 {
2749         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2750
2751         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2752
2753         mm = next->mm;
2754         oldmm = prev->active_mm;
2755         /*
2756          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2757          * combine the page table reload and the switch backend into
2758          * one hypercall.
2759          */
2760         arch_start_context_switch(prev);
2761
2762         if (!mm) {
2763                 next->active_mm = oldmm;
2764                 mmgrab(oldmm);
2765                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2766         } else
2767                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2768
2769         if (!prev->mm) {
2770                 prev->active_mm = NULL;
2771                 rq->prev_mm = oldmm;
2772         }
2773
2774         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2775
2776         /*
2777          * Since the runqueue lock will be released by the next
2778          * task (which is an invalid locking op but in the case
2779          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2780          * do an early lockdep release here:
2781          */
2782         rq_unpin_lock(rq, rf);
2783         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2784
2785         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2786         switch_to(prev, next, prev);
2787         barrier();
2788
2789         return finish_task_switch(prev);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * nr_running and nr_context_switches:
2794  *
2795  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2796  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2797  */
2798 unsigned long nr_running(void)
2799 {
2800         unsigned long i, sum = 0;
2801
2802         for_each_online_cpu(i)
2803                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2804
2805         return sum;
2806 }
2807
2808 /*
2809  * Check if only the current task is running on the CPU.
2810  *
2811  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2812  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2813  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2814  *
2815  * - from a non-preemptable section (of course)
2816  *
2817  * - from a thread that is bound to a single CPU
2818  *
2819  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2820  */
2821 bool single_task_running(void)
2822 {
2823         return raw_rq()->nr_running == 1;
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2826
2827 unsigned long long nr_context_switches(void)
2828 {
2829         int i;
2830         unsigned long long sum = 0;
2831
2832         for_each_possible_cpu(i)
2833                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2834
2835         return sum;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2840  *
2841  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2842  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2843  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2844  *
2845  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2846  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2847  * running and we'd not be idle.
2848  *
2849  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2850  * is broken.
2851  *
2852  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2853  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2854  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2855  * utilising both CPUs.
2856  *
2857  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2858  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2859  *
2860  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2861  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2862  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2863  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2864  *
2865  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2866  */
2867
2868 unsigned long nr_iowait(void)
2869 {
2870         unsigned long i, sum = 0;
2871
2872         for_each_possible_cpu(i)
2873                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2874
2875         return sum;
2876 }
2877
2878 /*
2879  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2880  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2881  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2882  * runnable.
2883  */
2884
2885 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2886 {
2887         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2888         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2889 }
2890
2891 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2892 {
2893         struct rq *rq = this_rq();
2894         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2895         *load = rq->load.weight;
2896 }
2897
2898 #ifdef CONFIG_SMP
2899
2900 /*
2901  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2902  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2903  */
2904 void sched_exec(void)
2905 {
2906         struct task_struct *p = current;
2907         unsigned long flags;
2908         int dest_cpu;
2909
2910         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2911         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2912         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2913                 goto unlock;
2914
2915         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2916                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2917
2918                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2919                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2920                 return;
2921         }
2922 unlock:
2923         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2924 }
2925
2926 #endif
2927
2928 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2929 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2930
2931 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2932 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2933
2934 /*
2935  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2936  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2937  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2938  * Prefetching this data results in improved performance.
2939  */
2940 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2941 {
2942 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2943         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2944 #else
2945         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2946 #endif
2947         prefetch(curr);
2948         prefetch(&curr->exec_start);
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Return accounted runtime for the task.
2953  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2954  * pending runtime that have not been accounted yet.
2955  */
2956 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2957 {
2958         struct rq_flags rf;
2959         struct rq *rq;
2960         u64 ns;
2961
2962 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2963         /*
2964          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2965          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2966          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2967          *
2968          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
2969          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
2970          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2971          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2972          * been accounted, so we're correct here as well.
2973          */
2974         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2975                 return p->se.sum_exec_runtime;
2976 #endif
2977
2978         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2979         /*
2980          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2981          * project cycles that may never be accounted to this
2982          * thread, breaking clock_gettime().
2983          */
2984         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2985                 prefetch_curr_exec_start(p);
2986                 update_rq_clock(rq);
2987                 p->sched_class->update_curr(rq);
2988         }
2989         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2990         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2991
2992         return ns;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2997  * We call it with interrupts disabled.
2998  */
2999 void scheduler_tick(void)
3000 {
3001         int cpu = smp_processor_id();
3002         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3003         struct task_struct *curr = rq->curr;
3004         struct rq_flags rf;
3005
3006         sched_clock_tick();
3007
3008         rq_lock(rq, &rf);
3009
3010         update_rq_clock(rq);
3011         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3012         cpu_load_update_active(rq);
3013         calc_global_load_tick(rq);
3014
3015         rq_unlock(rq, &rf);
3016
3017         perf_event_task_tick();
3018
3019 #ifdef CONFIG_SMP
3020         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3021         trigger_load_balance(rq);
3022 #endif
3023         rq_last_tick_reset(rq);
3024 }
3025
3026 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3027 /**
3028  * scheduler_tick_max_deferment
3029  *
3030  * Keep at least one tick per second when a single
3031  * active task is running because the scheduler doesn't
3032  * yet completely support full dynticks environment.
3033  *
3034  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3035  * balancing, etc... continue to move forward, even
3036  * with a very low granularity.
3037  *
3038  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3039  */
3040 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3041 {
3042         struct rq *rq = this_rq();
3043         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3044
3045         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3046
3047         if (time_before_eq(next, now))
3048                 return 0;
3049
3050         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3051 }
3052 #endif
3053
3054 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3055                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3056 /*
3057  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3058  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3059  */
3060 static inline void preempt_latency_start(int val)
3061 {
3062         if (preempt_count() == val) {
3063                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3064 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3065                 current->preempt_disable_ip = ip;
3066 #endif
3067                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3068         }
3069 }
3070
3071 void preempt_count_add(int val)
3072 {
3073 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3074         /*
3075          * Underflow?
3076          */
3077         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3078                 return;
3079 #endif
3080         __preempt_count_add(val);
3081 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3082         /*
3083          * Spinlock count overflowing soon?
3084          */
3085         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3086                                 PREEMPT_MASK - 10);
3087 #endif
3088         preempt_latency_start(val);
3089 }
3090 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3091 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3092
3093 /*
3094  * If the value passed in equals to the current preempt count
3095  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3096  */
3097 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3098 {
3099         if (preempt_count() == val)
3100                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3101 }
3102
3103 void preempt_count_sub(int val)
3104 {
3105 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3106         /*
3107          * Underflow?
3108          */
3109         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3110                 return;
3111         /*
3112          * Is the spinlock portion underflowing?
3113          */
3114         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3115                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3116                 return;
3117 #endif
3118
3119         preempt_latency_stop(val);
3120         __preempt_count_sub(val);
3121 }
3122 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3123 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3124
3125 #else
3126 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3127 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3128 #endif
3129
3130 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3131 {
3132 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3133         return p->preempt_disable_ip;
3134 #else
3135         return 0;
3136 #endif
3137 }
3138
3139 /*
3140  * Print scheduling while atomic bug:
3141  */
3142 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3143 {
3144         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3145         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3146
3147         if (oops_in_progress)
3148                 return;
3149
3150         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3151                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3152
3153         debug_show_held_locks(prev);
3154         print_modules();
3155         if (irqs_disabled())
3156                 print_irqtrace_events(prev);
3157         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3158             && in_atomic_preempt_off()) {
3159                 pr_err("Preemption disabled at:");
3160                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3161                 pr_cont("\n");
3162         }
3163         if (panic_on_warn)
3164                 panic("scheduling while atomic\n");
3165
3166         dump_stack();
3167         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3168 }
3169
3170 /*
3171  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3172  */
3173 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3174 {
3175 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3176         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3177                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3178 #endif
3179
3180         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3181                 __schedule_bug(prev);
3182                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3183         }
3184         rcu_sleep_check();
3185
3186         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3187
3188         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3189 }
3190
3191 /*
3192  * Pick up the highest-prio task:
3193  */
3194 static inline struct task_struct *
3195 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3196 {
3197         const struct sched_class *class;
3198         struct task_struct *p;
3199
3200         /*
3201          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3202          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3203          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3204          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3205          */
3206         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3207                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3208                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3209
3210                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3211                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3212                         goto again;
3213
3214                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3215                 if (unlikely(!p))
3216                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3217
3218                 return p;
3219         }
3220
3221 again:
3222         for_each_class(class) {
3223                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3224                 if (p) {
3225                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3226                                 goto again;
3227                         return p;
3228                 }
3229         }
3230
3231         /* The idle class should always have a runnable task: */
3232         BUG();
3233 }
3234
3235 /*
3236  * __schedule() is the main scheduler function.
3237  *
3238  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3239  *
3240  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3241  *
3242  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3243  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3244  *
3245  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3246  *      interrupt handler scheduler_tick().
3247  *
3248  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3249  *      task to the run-queue and that's it.
3250  *
3251  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3252  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3253  *      called on the nearest possible occasion:
3254  *
3255  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3256  *
3257  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3258  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3259  *           spin_unlock()!)
3260  *
3261  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3262  *           preemptible context
3263  *
3264  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3265  *         then at the next:
3266  *
3267  *          - cond_resched() call
3268  *          - explicit schedule() call
3269  *          - return from syscall or exception to user-space
3270  *          - return from interrupt-handler to user-space
3271  *
3272  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3273  */
3274 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3275 {
3276         struct task_struct *prev, *next;
3277         unsigned long *switch_count;
3278         struct rq_flags rf;
3279         struct rq *rq;
3280         int cpu;
3281
3282         cpu = smp_processor_id();
3283         rq = cpu_rq(cpu);
3284         prev = rq->curr;
3285
3286         schedule_debug(prev);
3287
3288         if (sched_feat(HRTICK))
3289                 hrtick_clear(rq);
3290
3291         local_irq_disable();
3292         rcu_note_context_switch(preempt);
3293
3294         /*
3295          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3296          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3297          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3298          */
3299         smp_mb__before_spinlock();
3300         rq_lock(rq, &rf);
3301
3302         /* Promote REQ to ACT */
3303         rq->clock_update_flags <<= 1;
3304         update_rq_clock(rq);
3305
3306         switch_count = &prev->nivcsw;
3307         if (!preempt && prev->state) {
3308                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3309                         prev->state = TASK_RUNNING;
3310                 } else {
3311                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3312                         prev->on_rq = 0;
3313
3314                         if (prev->in_iowait) {
3315                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3316                                 delayacct_blkio_start();
3317                         }
3318
3319                         /*
3320                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3321                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3322                          * concurrency.
3323                          */
3324                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3325                                 struct task_struct *to_wakeup;
3326
3327                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3328                                 if (to_wakeup)
3329                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3330                         }
3331                 }
3332                 switch_count = &prev->nvcsw;
3333         }
3334
3335         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3336         clear_tsk_need_resched(prev);
3337         clear_preempt_need_resched();
3338
3339         if (likely(prev != next)) {
3340                 rq->nr_switches++;
3341                 rq->curr = next;
3342                 /*
3343                  * The membarrier system call requires each architecture
3344                  * to have a full memory barrier after updating
3345                  * rq->curr, before returning to user-space. For TSO
3346                  * (e.g. x86), the architecture must provide its own
3347                  * barrier in switch_mm(). For weakly ordered machines
3348                  * for which spin_unlock() acts as a full memory
3349                  * barrier, finish_lock_switch() in common code takes
3350                  * care of this barrier. For weakly ordered machines for
3351                  * which spin_unlock() acts as a RELEASE barrier (only
3352                  * arm64 and PowerPC), arm64 has a full barrier in
3353                  * switch_to(), and PowerPC has
3354                  * smp_mb__after_unlock_lock() before
3355                  * finish_lock_switch().
3356                  */
3357                 ++*switch_count;
3358
3359                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3360
3361                 /* Also unlocks the rq: */
3362                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3363         } else {
3364                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3365                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3366         }
3367
3368         balance_callback(rq);
3369 }
3370
3371 void __noreturn do_task_dead(void)
3372 {
3373         /*
3374          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3375          * when the following two conditions become true.
3376          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3377          *     exit_mm()), and
3378          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3379          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3380          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3381          *
3382          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3383          * is held by try_to_wake_up()
3384          */
3385         raw_spin_lock_irq(&current->pi_lock);
3386         raw_spin_unlock_irq(&current->pi_lock);
3387
3388         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3389         __set_current_state(TASK_DEAD);
3390
3391         /* Tell freezer to ignore us: */
3392         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3393
3394         __schedule(false);
3395         BUG();
3396
3397         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3398         for (;;)
3399                 cpu_relax();
3400 }
3401
3402 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3403 {
3404         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3405                 return;
3406         /*
3407          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3408          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3409          */
3410         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3411                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3412 }
3413
3414 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3415 {
3416         struct task_struct *tsk = current;
3417
3418         sched_submit_work(tsk);
3419         do {
3420                 preempt_disable();
3421                 __schedule(false);
3422                 sched_preempt_enable_no_resched();
3423         } while (need_resched());
3424 }
3425 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3426
3427 /*
3428  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3429  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3430  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3431  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3432  * (schedule out non-voluntarily).
3433  *
3434  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3435  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3436  */
3437 void __sched schedule_idle(void)
3438 {
3439         /*
3440          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3441          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3442          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3443          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3444          * TASK_RUNNING state.
3445          */
3446         WARN_ON_ONCE(current->state);
3447         do {
3448                 __schedule(false);
3449         } while (need_resched());
3450 }
3451
3452 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3453 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3454 {
3455         /*
3456          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3457          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3458          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3459          * we find a better solution.
3460          *
3461          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3462          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3463          * too frequently to make sense yet.
3464          */
3465         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3466         schedule();
3467         exception_exit(prev_state);
3468 }
3469 #endif
3470
3471 /**
3472  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3473  *
3474  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3475  */
3476 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3477 {
3478         sched_preempt_enable_no_resched();
3479         schedule();
3480         preempt_disable();
3481 }
3482
3483 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3484 {
3485         do {
3486                 /*
3487                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3488                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3489                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3490                  * by the function tracer will call this function again and
3491                  * cause infinite recursion.
3492                  *
3493                  * Preemption must be disabled here before the function
3494                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3495                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3496                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3497                  * which can also be traced by the function tracer.
3498                  */
3499                 preempt_disable_notrace();
3500                 preempt_latency_start(1);
3501                 __schedule(true);
3502                 preempt_latency_stop(1);
3503                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3504
3505                 /*
3506                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3507                  * between schedule and now.
3508                  */
3509         } while (need_resched());
3510 }
3511
3512 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3513 /*
3514  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3515  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3516  * occur there and call schedule directly.
3517  */
3518 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3519 {
3520         /*
3521          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3522          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3523          */
3524         if (likely(!preemptible()))
3525                 return;
3526
3527         preempt_schedule_common();
3528 }
3529 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3530 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3531
3532 /**
3533  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3534  *
3535  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3536  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3537  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3538  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3539  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3540  * to be called when the system is still in usermode.
3541  *
3542  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3543  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3544  * calling the scheduler.
3545  */
3546 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3547 {
3548         enum ctx_state prev_ctx;
3549
3550         if (likely(!preemptible()))
3551                 return;
3552
3553         do {
3554                 /*
3555                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3556                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3557                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3558                  * by the function tracer will call this function again and
3559                  * cause infinite recursion.
3560                  *
3561                  * Preemption must be disabled here before the function
3562                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3563                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3564                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3565                  * which can also be traced by the function tracer.
3566                  */
3567                 preempt_disable_notrace();
3568                 preempt_latency_start(1);
3569                 /*
3570                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3571                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3572                  * an infinite recursion.
3573                  */
3574                 prev_ctx = exception_enter();
3575                 __schedule(true);
3576                 exception_exit(prev_ctx);
3577
3578                 preempt_latency_stop(1);
3579                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3580         } while (need_resched());
3581 }
3582 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3583
3584 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3585
3586 /*
3587  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3588  * off of irq context.
3589  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3590  * protect us against recursive calling from irq.
3591  */
3592 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3593 {
3594         enum ctx_state prev_state;
3595
3596         /* Catch callers which need to be fixed */
3597         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3598
3599         prev_state = exception_enter();
3600
3601         do {
3602                 preempt_disable();
3603                 local_irq_enable();
3604                 __schedule(true);
3605                 local_irq_disable();
3606                 sched_preempt_enable_no_resched();
3607         } while (need_resched());
3608
3609         exception_exit(prev_state);
3610 }
3611
3612 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3613                           void *key)
3614 {
3615         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3616 }
3617 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3618
3619 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3620
3621 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3622 {
3623         if (pi_task)
3624                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3625
3626         return prio;
3627 }
3628
3629 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3630 {
3631         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3632
3633         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3634 }
3635
3636 /*
3637  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3638  * @p: task to boost
3639  * @pi_task: donor task
3640  *
3641  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3642  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3643  *
3644  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3645  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3646  */
3647 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3648 {
3649         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3650                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3651         const struct sched_class *prev_class;
3652         struct rq_flags rf;
3653         struct rq *rq;
3654
3655         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3656         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3657
3658         /*
3659          * If nothing changed; bail early.
3660          */
3661         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3662                 return;
3663
3664         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3665         update_rq_clock(rq);
3666         /*
3667          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3668          * either lock.
3669          *
3670          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3671          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3672          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3673          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3674          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3675          */
3676         p->pi_top_task = pi_task;
3677
3678         /*
3679          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3680          */
3681         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3682                 goto out_unlock;
3683
3684         /*
3685          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3686          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3687          *
3688          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3689          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3690          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3691          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3692          * with interrupts disabled and will complete the lock
3693          * protected section without being interrupted. So there is no
3694          * real need to boost.
3695          */
3696         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3697                 WARN_ON(p != rq->curr);
3698                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3699                 goto out_unlock;
3700         }
3701
3702         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3703         oldprio = p->prio;
3704
3705         if (oldprio == prio)
3706                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3707
3708         prev_class = p->sched_class;
3709         queued = task_on_rq_queued(p);
3710         running = task_current(rq, p);
3711         if (queued)
3712                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3713         if (running)
3714                 put_prev_task(rq, p);
3715
3716         /*
3717          * Boosting condition are:
3718          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3719          *      --> -dl task blocks on mutex A
3720          *
3721          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3722          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3723          *          running task
3724          */
3725         if (dl_prio(prio)) {
3726                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3727                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3728                         p->dl.dl_boosted = 1;
3729                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3730                 } else
3731                         p->dl.dl_boosted = 0;
3732                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3733         } else if (rt_prio(prio)) {
3734                 if (dl_prio(oldprio))
3735                         p->dl.dl_boosted = 0;
3736                 if (oldprio < prio)
3737                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3738                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3739         } else {
3740                 if (dl_prio(oldprio))
3741                         p->dl.dl_boosted = 0;
3742                 if (rt_prio(oldprio))
3743                         p->rt.timeout = 0;
3744                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3745         }
3746
3747         p->prio = prio;
3748
3749         if (queued)
3750                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3751         if (running)
3752                 set_curr_task(rq, p);
3753
3754         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3755 out_unlock:
3756         /* Avoid rq from going away on us: */
3757         preempt_disable();
3758         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3759
3760         balance_callback(rq);
3761         preempt_enable();
3762 }
3763 #else
3764 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3765 {
3766         return prio;
3767 }
3768 #endif
3769
3770 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3771 {
3772         bool queued, running;
3773         int old_prio, delta;
3774         struct rq_flags rf;
3775         struct rq *rq;
3776
3777         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3778                 return;
3779         /*
3780          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3781          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3782          */
3783         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3784         update_rq_clock(rq);
3785
3786         /*
3787          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3788          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3789          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3790          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3791          */
3792         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3793                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3794                 goto out_unlock;
3795         }
3796         queued = task_on_rq_queued(p);
3797         running = task_current(rq, p);
3798         if (queued)
3799                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3800         if (running)
3801                 put_prev_task(rq, p);
3802
3803         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3804         set_load_weight(p);
3805         old_prio = p->prio;
3806         p->prio = effective_prio(p);
3807         delta = p->prio - old_prio;
3808
3809         if (queued) {
3810                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3811                 /*
3812                  * If the task increased its priority or is running and
3813                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3814                  */
3815                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3816                         resched_curr(rq);
3817         }
3818         if (running)
3819                 set_curr_task(rq, p);
3820 out_unlock:
3821         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3822 }
3823 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3824
3825 /*
3826  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3827  * @p: task
3828  * @nice: nice value
3829  */
3830 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3831 {
3832         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3833         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3834
3835         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3836                 capable(CAP_SYS_NICE));
3837 }
3838
3839 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3840
3841 /*
3842  * sys_nice - change the priority of the current process.
3843  * @increment: priority increment
3844  *
3845  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3846  * does similar things.
3847  */
3848 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3849 {
3850         long nice, retval;
3851
3852         /*
3853          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3854          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3855          * and we have a single winner.
3856          */
3857         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3858         nice = task_nice(current) + increment;
3859
3860         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3861         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3862                 return -EPERM;
3863
3864         retval = security_task_setnice(current, nice);
3865         if (retval)
3866                 return retval;
3867
3868         set_user_nice(current, nice);
3869         return 0;
3870 }
3871
3872 #endif
3873
3874 /**
3875  * task_prio - return the priority value of a given task.
3876  * @p: the task in question.
3877  *
3878  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3879  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3880  * around 0, value goes from -16 to +15.
3881  */
3882 int task_prio(const struct task_struct *p)
3883 {
3884         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3885 }
3886
3887 /**
3888  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3889  * @cpu: the processor in question.
3890  *
3891  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3892  */
3893 int idle_cpu(int cpu)
3894 {
3895         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3896
3897         if (rq->curr != rq->idle)
3898                 return 0;
3899
3900         if (rq->nr_running)
3901                 return 0;
3902
3903 #ifdef CONFIG_SMP
3904         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3905                 return 0;
3906 #endif
3907
3908         return 1;
3909 }
3910
3911 /**
3912  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3913  * @cpu: the processor in question.
3914  *
3915  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3916  */
3917 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3918 {
3919         return cpu_rq(cpu)->idle;
3920 }
3921
3922 /**
3923  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3924  * @pid: the pid in question.
3925  *
3926  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3927  */
3928 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3929 {
3930         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3931 }
3932
3933 /*
3934  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3935  * it calls know not to change it.
3936  */
3937 #define SETPARAM_POLICY -1
3938
3939 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3940                 const struct sched_attr *attr)
3941 {
3942         int policy = attr->sched_policy;
3943
3944         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3945                 policy = p->policy;
3946
3947         p->policy = policy;
3948
3949         if (dl_policy(policy))
3950                 __setparam_dl(p, attr);
3951         else if (fair_policy(policy))
3952                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3953
3954         /*
3955          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3956          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3957          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3958          */
3959         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3960         p->normal_prio = normal_prio(p);
3961         set_load_weight(p);
3962 }
3963
3964 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3965 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3966                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3967 {
3968         __setscheduler_params(p, attr);
3969
3970         /*
3971          * Keep a potential priority boosting if called from
3972          * sched_setscheduler().
3973          */
3974         p->prio = normal_prio(p);
3975         if (keep_boost)
3976                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
3977
3978         if (dl_prio(p->prio))
3979                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3980         else if (rt_prio(p->prio))
3981                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3982         else
3983                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3984 }
3985
3986 /*
3987  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
3988  */
3989 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3990 {
3991         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3992         bool match;
3993
3994         rcu_read_lock();
3995         pcred = __task_cred(p);
3996         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3997                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3998         rcu_read_unlock();
3999         return match;
4000 }
4001
4002 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4003                                 const struct sched_attr *attr,
4004                                 bool user, bool pi)
4005 {
4006         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4007                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4008         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4009         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4010         const struct sched_class *prev_class;
4011         struct rq_flags rf;
4012         int reset_on_fork;
4013         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4014         struct rq *rq;
4015
4016         /* The pi code expects interrupts enabled */
4017         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4018 recheck:
4019         /* Double check policy once rq lock held: */
4020         if (policy < 0) {
4021                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4022                 policy = oldpolicy = p->policy;
4023         } else {
4024                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4025
4026                 if (!valid_policy(policy))
4027                         return -EINVAL;
4028         }
4029
4030         if (attr->sched_flags &
4031                 ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK | SCHED_FLAG_RECLAIM))
4032                 return -EINVAL;
4033
4034         /*
4035          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4036          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4037          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4038          */
4039         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4040             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4041                 return -EINVAL;
4042         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4043             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4044                 return -EINVAL;
4045
4046         /*
4047          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4048          */
4049         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4050                 if (fair_policy(policy)) {
4051                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4052                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4053                                 return -EPERM;
4054                 }
4055
4056                 if (rt_policy(policy)) {
4057                         unsigned long rlim_rtprio =
4058                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4059
4060                         /* Can't set/change the rt policy: */
4061                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4062                                 return -EPERM;
4063
4064                         /* Can't increase priority: */
4065                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4066                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4067                                 return -EPERM;
4068                 }
4069
4070                  /*
4071                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4072                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4073                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4074                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4075                   */
4076                 if (dl_policy(policy))
4077                         return -EPERM;
4078
4079                 /*
4080                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4081                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4082                  */
4083                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4084                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4085                                 return -EPERM;
4086                 }
4087
4088                 /* Can't change other user's priorities: */
4089                 if (!check_same_owner(p))
4090                         return -EPERM;
4091
4092                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4093                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4094                         return -EPERM;
4095         }
4096
4097         if (user) {
4098                 retval = security_task_setscheduler(p);
4099                 if (retval)
4100                         return retval;
4101         }
4102
4103         /*
4104          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4105          * changing the priority of the task:
4106          *
4107          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4108          * runqueue lock must be held.
4109          */
4110         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4111         update_rq_clock(rq);
4112
4113         /*
4114          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4115          */
4116         if (p == rq->stop) {
4117                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4118                 return -EINVAL;
4119         }
4120
4121         /*
4122          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4123          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4124          */
4125         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4126                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4127                         goto change;
4128                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4129                         goto change;
4130                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4131                         goto change;
4132
4133                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4134                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4135                 return 0;
4136         }
4137 change:
4138
4139         if (user) {
4140 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4141                 /*
4142                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4143                  * assigned.
4144                  */
4145                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4146                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4147                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4148                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4149                         return -EPERM;
4150                 }
4151 #endif
4152 #ifdef CONFIG_SMP
4153                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4154                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4155
4156                         /*
4157                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4158                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4159                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4160                          */
4161                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4162                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4163                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4164                                 return -EPERM;
4165                         }
4166                 }
4167 #endif
4168         }
4169
4170         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4171         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4172                 policy = oldpolicy = -1;
4173                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4174                 goto recheck;
4175         }
4176
4177         /*
4178          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4179          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4180          * is available.
4181          */
4182         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4183                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4184                 return -EBUSY;
4185         }
4186
4187         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4188         oldprio = p->prio;
4189
4190         if (pi) {
4191                 /*
4192                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4193                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4194                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4195                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4196                  * itself.
4197                  */
4198                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4199                 if (new_effective_prio == oldprio)
4200                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4201         }
4202
4203         queued = task_on_rq_queued(p);
4204         running = task_current(rq, p);
4205         if (queued)
4206                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4207         if (running)
4208                 put_prev_task(rq, p);
4209
4210         prev_class = p->sched_class;
4211         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4212
4213         if (queued) {
4214                 /*
4215                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4216                  * increased (user space view).
4217                  */
4218                 if (oldprio < p->prio)
4219                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4220
4221                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4222         }
4223         if (running)
4224                 set_curr_task(rq, p);
4225
4226         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4227
4228         /* Avoid rq from going away on us: */
4229         preempt_disable();
4230         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4231
4232         if (pi)
4233                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4234
4235         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4236         balance_callback(rq);
4237         preempt_enable();
4238
4239         return 0;
4240 }
4241
4242 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4243                                const struct sched_param *param, bool check)
4244 {
4245         struct sched_attr attr = {
4246                 .sched_policy   = policy,
4247                 .sched_priority = param->sched_priority,
4248                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4249         };
4250
4251         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4252         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4253                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4254                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4255                 attr.sched_policy = policy;
4256         }
4257
4258         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4259 }
4260 /**
4261  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4262  * @p: the task in question.
4263  * @policy: new policy.
4264  * @param: structure containing the new RT priority.
4265  *
4266  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4267  *
4268  * NOTE that the task may be already dead.
4269  */
4270 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4271                        const struct sched_param *param)
4272 {
4273         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4274 }
4275 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4276
4277 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4278 {
4279         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4280 }
4281 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4282
4283 /**
4284  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4285  * @p: the task in question.
4286  * @policy: new policy.
4287  * @param: structure containing the new RT priority.
4288  *
4289  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4290  * current context has permission.  For example, this is needed in
4291  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4292  * but our caller might not have that capability.
4293  *
4294  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4295  */
4296 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4297                                const struct sched_param *param)
4298 {
4299         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4300 }
4301 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4302
4303 static int
4304 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4305 {
4306         struct sched_param lparam;
4307         struct task_struct *p;
4308         int retval;
4309
4310         if (!param || pid < 0)
4311                 return -EINVAL;
4312         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4313                 return -EFAULT;
4314
4315         rcu_read_lock();
4316         retval = -ESRCH;
4317         p = find_process_by_pid(pid);
4318         if (p != NULL)
4319                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4320         rcu_read_unlock();
4321
4322         return retval;
4323 }
4324
4325 /*
4326  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4327  */
4328 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4329 {
4330         u32 size;
4331         int ret;
4332
4333         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4334                 return -EFAULT;
4335
4336         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4337         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4338
4339         ret = get_user(size, &uattr->size);
4340         if (ret)
4341                 return ret;
4342
4343         /* Bail out on silly large: */
4344         if (size > PAGE_SIZE)
4345                 goto err_size;
4346
4347         /* ABI compatibility quirk: */
4348         if (!size)
4349                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4350
4351         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4352                 goto err_size;
4353
4354         /*
4355          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4356          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4357          * user-space does not rely on any kernel feature
4358          * extensions we dont know about yet.
4359          */
4360         if (size > sizeof(*attr)) {
4361                 unsigned char __user *addr;
4362                 unsigned char __user *end;
4363                 unsigned char val;
4364
4365                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4366                 end  = (void __user *)uattr + size;
4367
4368                 for (; addr < end; addr++) {
4369                         ret = get_user(val, addr);
4370                         if (ret)
4371                                 return ret;
4372                         if (val)
4373                                 goto err_size;
4374                 }
4375                 size = sizeof(*attr);
4376         }
4377
4378         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4379         if (ret)
4380                 return -EFAULT;
4381
4382         /*
4383          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4384          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4385          */
4386         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4387
4388         return 0;
4389
4390 err_size:
4391         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4392         return -E2BIG;
4393 }
4394
4395 /**
4396  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4397  * @pid: the pid in question.
4398  * @policy: new policy.
4399  * @param: structure containing the new RT priority.
4400  *
4401  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4402  */
4403 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4404 {
4405         if (policy < 0)
4406                 return -EINVAL;
4407
4408         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4409 }
4410
4411 /**
4412  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4413  * @pid: the pid in question.
4414  * @param: structure containing the new RT priority.
4415  *
4416  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4417  */
4418 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4419 {
4420         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4421 }
4422
4423 /**
4424  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4425  * @pid: the pid in question.
4426  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4427  * @flags: for future extension.
4428  */
4429 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4430                                unsigned int, flags)
4431 {
4432         struct sched_attr attr;
4433         struct task_struct *p;
4434         int retval;
4435
4436         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4437                 return -EINVAL;
4438
4439         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4440         if (retval)
4441                 return retval;
4442
4443         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4444                 return -EINVAL;
4445
4446         rcu_read_lock();
4447         retval = -ESRCH;
4448         p = find_process_by_pid(pid);
4449         if (p != NULL)
4450                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4451         rcu_read_unlock();
4452
4453         return retval;
4454 }
4455
4456 /**
4457  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4458  * @pid: the pid in question.
4459  *
4460  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4461  * code.
4462  */
4463 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4464 {
4465         struct task_struct *p;
4466         int retval;
4467
4468         if (pid < 0)
4469                 return -EINVAL;
4470
4471         retval = -ESRCH;
4472         rcu_read_lock();
4473         p = find_process_by_pid(pid);
4474         if (p) {
4475                 retval = security_task_getscheduler(p);
4476                 if (!retval)
4477                         retval = p->policy
4478                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4479         }
4480         rcu_read_unlock();
4481         return retval;
4482 }
4483
4484 /**
4485  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4486  * @pid: the pid in question.
4487  * @param: structure containing the RT priority.
4488  *
4489  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4490  * code.
4491  */
4492 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4493 {
4494         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4495         struct task_struct *p;
4496         int retval;
4497
4498         if (!param || pid < 0)
4499                 return -EINVAL;
4500
4501         rcu_read_lock();
4502         p = find_process_by_pid(pid);
4503         retval = -ESRCH;
4504         if (!p)
4505                 goto out_unlock;
4506
4507         retval = security_task_getscheduler(p);
4508         if (retval)
4509                 goto out_unlock;
4510
4511         if (task_has_rt_policy(p))
4512                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4513         rcu_read_unlock();
4514
4515         /*
4516          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4517          */
4518         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4519
4520         return retval;
4521
4522 out_unlock:
4523         rcu_read_unlock();
4524         return retval;
4525 }
4526
4527 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4528                            struct sched_attr *attr,
4529                            unsigned int usize)
4530 {
4531         int ret;
4532
4533         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4534                 return -EFAULT;
4535
4536         /*
4537          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4538          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4539          * user-space does not get uncomplete information.
4540          */
4541         if (usize < sizeof(*attr)) {
4542                 unsigned char *addr;
4543                 unsigned char *end;
4544
4545                 addr = (void *)attr + usize;
4546                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4547
4548                 for (; addr < end; addr++) {
4549                         if (*addr)
4550                                 return -EFBIG;
4551                 }
4552
4553                 attr->size = usize;
4554         }
4555
4556         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4557         if (ret)
4558                 return -EFAULT;
4559
4560         return 0;
4561 }
4562
4563 /**
4564  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4565  * @pid: the pid in question.
4566  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4567  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4568  * @flags: for future extension.
4569  */
4570 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4571                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4572 {
4573         struct sched_attr attr = {
4574                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4575         };
4576         struct task_struct *p;
4577         int retval;
4578
4579         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4580             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4581                 return -EINVAL;
4582
4583         rcu_read_lock();
4584         p = find_process_by_pid(pid);
4585         retval = -ESRCH;
4586         if (!p)
4587                 goto out_unlock;
4588
4589         retval = security_task_getscheduler(p);
4590         if (retval)
4591                 goto out_unlock;
4592
4593         attr.sched_policy = p->policy;
4594         if (p->sched_reset_on_fork)
4595                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4596         if (task_has_dl_policy(p))
4597                 __getparam_dl(p, &attr);
4598         else if (task_has_rt_policy(p))
4599                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4600         else
4601                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4602
4603         rcu_read_unlock();
4604
4605         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4606         return retval;
4607
4608 out_unlock:
4609         rcu_read_unlock();
4610         return retval;
4611 }
4612
4613 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4614 {
4615         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4616         struct task_struct *p;
4617         int retval;
4618
4619         rcu_read_lock();
4620
4621         p = find_process_by_pid(pid);
4622         if (!p) {
4623                 rcu_read_unlock();
4624                 return -ESRCH;
4625         }
4626
4627         /* Prevent p going away */
4628         get_task_struct(p);
4629         rcu_read_unlock();
4630
4631         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4632                 retval = -EINVAL;
4633                 goto out_put_task;
4634         }
4635         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4636                 retval = -ENOMEM;
4637                 goto out_put_task;
4638         }
4639         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4640                 retval = -ENOMEM;
4641                 goto out_free_cpus_allowed;
4642         }
4643         retval = -EPERM;
4644         if (!check_same_owner(p)) {
4645                 rcu_read_lock();
4646                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4647                         rcu_read_unlock();
4648                         goto out_free_new_mask;
4649                 }
4650                 rcu_read_unlock();
4651         }
4652
4653         retval = security_task_setscheduler(p);
4654         if (retval)
4655                 goto out_free_new_mask;
4656
4657
4658         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4659         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4660
4661         /*
4662          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4663          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4664          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4665          * root_domain.
4666          */
4667 #ifdef CONFIG_SMP
4668         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4669                 rcu_read_lock();
4670                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4671                         retval = -EBUSY;
4672                         rcu_read_unlock();
4673                         goto out_free_new_mask;
4674                 }
4675                 rcu_read_unlock();
4676         }
4677 #endif
4678 again:
4679         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4680
4681         if (!retval) {
4682                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4683                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4684                         /*
4685                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4686                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4687                          * cpuset's cpus_allowed
4688                          */
4689                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4690                         goto again;
4691                 }
4692         }
4693 out_free_new_mask:
4694         free_cpumask_var(new_mask);
4695 out_free_cpus_allowed:
4696         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4697 out_put_task:
4698         put_task_struct(p);
4699         return retval;
4700 }
4701
4702 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4703                              struct cpumask *new_mask)
4704 {
4705         if (len < cpumask_size())
4706                 cpumask_clear(new_mask);
4707         else if (len > cpumask_size())
4708                 len = cpumask_size();
4709
4710         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4711 }
4712
4713 /**
4714  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4715  * @pid: pid of the process
4716  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4717  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4718  *
4719  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4720  */
4721 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4722                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4723 {
4724         cpumask_var_t new_mask;
4725         int retval;
4726
4727         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4728                 return -ENOMEM;
4729
4730         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4731         if (retval == 0)
4732                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4733         free_cpumask_var(new_mask);
4734         return retval;
4735 }
4736
4737 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4738 {
4739         struct task_struct *p;
4740         unsigned long flags;
4741         int retval;
4742
4743         rcu_read_lock();
4744
4745         retval = -ESRCH;
4746         p = find_process_by_pid(pid);
4747         if (!p)
4748                 goto out_unlock;
4749
4750         retval = security_task_getscheduler(p);
4751         if (retval)
4752                 goto out_unlock;
4753
4754         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4755         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4756         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4757
4758 out_unlock:
4759         rcu_read_unlock();
4760
4761         return retval;
4762 }
4763
4764 /**
4765  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4766  * @pid: pid of the process
4767  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4768  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4769  *
4770  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4771  * error code otherwise.
4772  */
4773 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4774                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4775 {
4776         int ret;
4777         cpumask_var_t mask;
4778
4779         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4780                 return -EINVAL;
4781         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4782                 return -EINVAL;
4783
4784         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4785                 return -ENOMEM;
4786
4787         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4788         if (ret == 0) {
4789                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4790
4791                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4792                         ret = -EFAULT;
4793                 else
4794                         ret = retlen;
4795         }
4796         free_cpumask_var(mask);
4797
4798         return ret;
4799 }
4800
4801 /**
4802  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4803  *
4804  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4805  * other threads running on this CPU then this function will return.
4806  *
4807  * Return: 0.
4808  */
4809 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4810 {
4811         struct rq_flags rf;
4812         struct rq *rq;
4813
4814         local_irq_disable();
4815         rq = this_rq();
4816         rq_lock(rq, &rf);
4817
4818         schedstat_inc(rq->yld_count);
4819         current->sched_class->yield_task(rq);
4820
4821         /*
4822          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4823          * no need to preempt or enable interrupts:
4824          */
4825         preempt_disable();
4826         rq_unlock(rq, &rf);
4827         sched_preempt_enable_no_resched();
4828
4829         schedule();
4830
4831         return 0;
4832 }
4833
4834 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4835 int __sched _cond_resched(void)
4836 {
4837         if (should_resched(0)) {
4838                 preempt_schedule_common();
4839                 return 1;
4840         }
4841         return 0;
4842 }
4843 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4844 #endif
4845
4846 /*
4847  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4848  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4849  *
4850  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4851  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4852  * spin_unlock(), once by hand).
4853  */
4854 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4855 {
4856         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4857         int ret = 0;
4858
4859         lockdep_assert_held(lock);
4860
4861         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4862                 spin_unlock(lock);
4863                 if (resched)
4864                         preempt_schedule_common();
4865                 else
4866                         cpu_relax();
4867                 ret = 1;
4868                 spin_lock(lock);
4869         }
4870         return ret;
4871 }
4872 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4873
4874 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4875 {
4876         BUG_ON(!in_softirq());
4877
4878         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4879                 local_bh_enable();
4880                 preempt_schedule_common();
4881                 local_bh_disable();
4882                 return 1;
4883         }
4884         return 0;
4885 }
4886 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4887
4888 /**
4889  * yield - yield the current processor to other threads.
4890  *
4891  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4892  *
4893  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4894  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4895  * it, its already broken.
4896  *
4897  * Typical broken usage is:
4898  *
4899  * while (!event)
4900  *      yield();
4901  *
4902  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4903  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4904  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4905  *
4906  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4907  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4908  * If you still want to use yield(), do not!
4909  */
4910 void __sched yield(void)
4911 {
4912         set_current_state(TASK_RUNNING);
4913         sys_sched_yield();
4914 }
4915 EXPORT_SYMBOL(yield);
4916
4917 /**
4918  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4919  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4920  * processor it's on.
4921  * @p: target task
4922  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4923  *
4924  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4925  * can't go away on us before we can do any checks.
4926  *
4927  * Return:
4928  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4929  *      false (0) if we failed to boost the target.
4930  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4931  */
4932 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4933 {
4934         struct task_struct *curr = current;
4935         struct rq *rq, *p_rq;
4936         unsigned long flags;
4937         int yielded = 0;
4938
4939         local_irq_save(flags);
4940         rq = this_rq();
4941
4942 again:
4943         p_rq = task_rq(p);
4944         /*
4945          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4946          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4947          */
4948         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4949                 yielded = -ESRCH;
4950                 goto out_irq;
4951         }
4952
4953         double_rq_lock(rq, p_rq);
4954         if (task_rq(p) != p_rq) {
4955                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4956                 goto again;
4957         }
4958
4959         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4960                 goto out_unlock;
4961
4962         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4963                 goto out_unlock;
4964
4965         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4966                 goto out_unlock;
4967
4968         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4969         if (yielded) {
4970                 schedstat_inc(rq->yld_count);
4971                 /*
4972                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4973                  * fairness.
4974                  */
4975                 if (preempt && rq != p_rq)
4976                         resched_curr(p_rq);
4977         }
4978
4979 out_unlock:
4980         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4981 out_irq:
4982         local_irq_restore(flags);
4983
4984         if (yielded > 0)
4985                 schedule();
4986
4987         return yielded;
4988 }
4989 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4990
4991 int io_schedule_prepare(void)
4992 {
4993         int old_iowait = current->in_iowait;
4994
4995         current->in_iowait = 1;
4996         blk_schedule_flush_plug(current);
4997
4998         return old_iowait;
4999 }
5000
5001 void io_schedule_finish(int token)
5002 {
5003         current->in_iowait = token;
5004 }
5005
5006 /*
5007  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5008  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5009  */
5010 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5011 {
5012         int token;
5013         long ret;
5014
5015         token = io_schedule_prepare();
5016         ret = schedule_timeout(timeout);
5017         io_schedule_finish(token);
5018
5019         return ret;
5020 }
5021 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5022
5023 void io_schedule(void)
5024 {
5025         int token;
5026
5027         token = io_schedule_prepare();
5028         schedule();
5029         io_schedule_finish(token);
5030 }
5031 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5032
5033 /**
5034  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5035  * @policy: scheduling class.
5036  *
5037  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5038  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5039  * On failure, a negative error code is returned.
5040  */
5041 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5042 {
5043         int ret = -EINVAL;
5044
5045         switch (policy) {
5046         case SCHED_FIFO:
5047         case SCHED_RR:
5048                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5049                 break;
5050         case SCHED_DEADLINE:
5051         case SCHED_NORMAL:
5052         case SCHED_BATCH:
5053         case SCHED_IDLE:
5054                 ret = 0;
5055                 break;
5056         }
5057         return ret;
5058 }
5059
5060 /**
5061  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5062  * @policy: scheduling class.
5063  *
5064  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5065  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5066  * On failure, a negative error code is returned.
5067  */
5068 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5069 {
5070         int ret = -EINVAL;
5071
5072         switch (policy) {
5073         case SCHED_FIFO:
5074         case SCHED_RR:
5075                 ret = 1;
5076                 break;
5077         case SCHED_DEADLINE:
5078         case SCHED_NORMAL:
5079         case SCHED_BATCH:
5080         case SCHED_IDLE:
5081                 ret = 0;
5082         }
5083         return ret;
5084 }
5085
5086 /**
5087  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5088  * @pid: pid of the process.
5089  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5090  *
5091  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5092  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5093  *
5094  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5095  * an error code.
5096  */
5097 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5098                 struct timespec __user *, interval)
5099 {
5100         struct task_struct *p;
5101         unsigned int time_slice;
5102         struct rq_flags rf;
5103         struct timespec t;
5104         struct rq *rq;
5105         int retval;
5106
5107         if (pid < 0)
5108                 return -EINVAL;
5109
5110         retval = -ESRCH;
5111         rcu_read_lock();
5112         p = find_process_by_pid(pid);
5113         if (!p)
5114                 goto out_unlock;
5115
5116         retval = security_task_getscheduler(p);
5117         if (retval)
5118                 goto out_unlock;
5119
5120         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5121         time_slice = 0;
5122         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5123                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5124         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5125
5126         rcu_read_unlock();
5127         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5128         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5129         return retval;
5130
5131 out_unlock:
5132         rcu_read_unlock();
5133         return retval;
5134 }
5135
5136 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5137
5138 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5139 {
5140         unsigned long free = 0;
5141         int ppid;
5142         unsigned long state = p->state;
5143
5144         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5145         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5146
5147         if (!try_get_task_stack(p))
5148                 return;
5149         if (state)
5150                 state = __ffs(state) + 1;
5151         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5152                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5153         if (state == TASK_RUNNING)
5154                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5155 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5156         free = stack_not_used(p);
5157 #endif
5158         ppid = 0;
5159         rcu_read_lock();
5160         if (pid_alive(p))
5161                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5162         rcu_read_unlock();
5163         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5164                 task_pid_nr(p), ppid,
5165                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5166
5167         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5168         show_stack(p, NULL);
5169         put_task_stack(p);
5170 }
5171
5172 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5173 {
5174         struct task_struct *g, *p;
5175
5176 #if BITS_PER_LONG == 32
5177         printk(KERN_INFO
5178                 "  task                PC stack   pid father\n");
5179 #else
5180         printk(KERN_INFO
5181                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5182 #endif
5183         rcu_read_lock();
5184         for_each_process_thread(g, p) {
5185                 /*
5186                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5187                  * console might take a lot of time:
5188                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5189                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5190                  * an IPI.
5191                  */
5192                 touch_nmi_watchdog();
5193                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5194                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5195                         sched_show_task(p);
5196         }
5197
5198 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5199         if (!state_filter)
5200                 sysrq_sched_debug_show();
5201 #endif
5202         rcu_read_unlock();
5203         /*
5204          * Only show locks if all tasks are dumped:
5205          */
5206         if (!state_filter)
5207                 debug_show_all_locks();
5208 }
5209
5210 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5211 {
5212         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5213 }
5214
5215 /**
5216  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5217  * @idle: task in question
5218  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5219  *
5220  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5221  * flag, to make booting more robust.
5222  */
5223 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5224 {
5225         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5226         unsigned long flags;
5227
5228         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5229         raw_spin_lock(&rq->lock);
5230
5231         __sched_fork(0, idle);
5232         idle->state = TASK_RUNNING;
5233         idle->se.exec_start = sched_clock();
5234         idle->flags |= PF_IDLE;
5235
5236         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5237
5238 #ifdef CONFIG_SMP
5239         /*
5240          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5241          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5242          *
5243          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5244          */
5245         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5246 #endif
5247         /*
5248          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5249          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5250          * lockdep check in task_group() will fail.
5251          *
5252          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5253          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5254          *
5255          * Silence PROVE_RCU
5256          */
5257         rcu_read_lock();
5258         __set_task_cpu(idle, cpu);
5259         rcu_read_unlock();
5260
5261         rq->curr = rq->idle = idle;
5262         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5263 #ifdef CONFIG_SMP
5264         idle->on_cpu = 1;
5265 #endif
5266         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5267         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5268
5269         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5270         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5271
5272         /*
5273          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5274          */
5275         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5276         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5277         vtime_init_idle(idle, cpu);
5278 #ifdef CONFIG_SMP
5279         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5280 #endif
5281 }
5282
5283 #ifdef CONFIG_SMP
5284
5285 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5286                               const struct cpumask *trial)
5287 {
5288         int ret = 1;
5289
5290         if (!cpumask_weight(cur))
5291                 return ret;
5292
5293         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5294
5295         return ret;
5296 }
5297
5298 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5299                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5300 {
5301         int ret = 0;
5302
5303         /*
5304          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5305          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5306          * affinity and isolating such threads by their set of
5307          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5308          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5309          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5310          * before cpus_allowed may be changed.
5311          */
5312         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5313                 ret = -EINVAL;
5314                 goto out;
5315         }
5316
5317         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5318                                               cs_cpus_allowed))
5319                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5320
5321 out:
5322         return ret;
5323 }
5324
5325 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5326
5327 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5328 /* Migrate current task p to target_cpu */
5329 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5330 {
5331         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5332         int curr_cpu = task_cpu(p);
5333
5334         if (curr_cpu == target_cpu)
5335                 return 0;
5336
5337         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5338                 return -EINVAL;
5339
5340         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5341
5342         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5343         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5344 }
5345
5346 /*
5347  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5348  * tasks on the runqueues
5349  */
5350 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5351 {
5352         bool queued, running;
5353         struct rq_flags rf;
5354         struct rq *rq;
5355
5356         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5357         queued = task_on_rq_queued(p);
5358         running = task_current(rq, p);
5359
5360         if (queued)
5361                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5362         if (running)
5363                 put_prev_task(rq, p);
5364
5365         p->numa_preferred_nid = nid;
5366
5367         if (queued)
5368                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5369         if (running)
5370                 set_curr_task(rq, p);
5371         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5372 }
5373 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5374
5375 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5376 /*
5377  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5378  * offline.
5379  */
5380 void idle_task_exit(void)
5381 {
5382         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5383
5384         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5385
5386         if (mm != &init_mm) {
5387                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5388                 finish_arch_post_lock_switch();
5389         }
5390         mmdrop(mm);
5391 }
5392
5393 /*
5394  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5395  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5396  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5397  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5398  * calculation.
5399  *
5400  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5401  */
5402 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5403 {
5404         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5405         if (delta)
5406                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5407 }
5408
5409 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5410 {
5411 }
5412
5413 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5414         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5415 };
5416
5417 static struct task_struct fake_task = {
5418         /*
5419          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5420          */
5421         .prio = MAX_PRIO + 1,
5422         .sched_class = &fake_sched_class,
5423 };
5424
5425 /*
5426  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5427  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5428  *
5429  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5430  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5431  * because of lock validation efforts.
5432  */
5433 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5434 {
5435         struct rq *rq = dead_rq;
5436         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5437         struct rq_flags orf = *rf;
5438         int dest_cpu;
5439
5440         /*
5441          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5442          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5443          *
5444          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5445          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5446          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5447          * done here.
5448          */
5449         rq->stop = NULL;
5450
5451         /*
5452          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5453          * class method both need to have an up-to-date
5454          * value of rq->clock[_task]
5455          */
5456         update_rq_clock(rq);
5457
5458         for (;;) {
5459                 /*
5460                  * There's this thread running, bail when that's the only
5461                  * remaining thread:
5462                  */
5463                 if (rq->nr_running == 1)
5464                         break;
5465
5466                 /*
5467                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5468                  */
5469                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5470                 BUG_ON(!next);
5471                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5472
5473                 /*
5474                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5475                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5476                  * stabilizes the mask.
5477                  *
5478                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5479                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5480                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5481                  */
5482                 rq_unlock(rq, rf);
5483                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5484                 rq_relock(rq, rf);
5485
5486                 /*
5487                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5488                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5489                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5490                  */
5491                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5492                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5493                         continue;
5494                 }
5495
5496                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5497                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5498                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5499                 if (rq != dead_rq) {
5500                         rq_unlock(rq, rf);
5501                         rq = dead_rq;
5502                         *rf = orf;
5503                         rq_relock(rq, rf);
5504                 }
5505                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5506         }
5507
5508         rq->stop = stop;
5509 }
5510 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5511
5512 void set_rq_online(struct rq *rq)
5513 {
5514         if (!rq->online) {
5515                 const struct sched_class *class;
5516
5517                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5518                 rq->online = 1;
5519
5520                 for_each_class(class) {
5521                         if (class->rq_online)
5522                                 class->rq_online(rq);
5523                 }
5524         }
5525 }
5526
5527 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5528 {
5529         if (rq->online) {
5530                 const struct sched_class *class;
5531
5532                 for_each_class(class) {
5533                         if (class->rq_offline)
5534                                 class->rq_offline(rq);
5535                 }
5536
5537                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5538                 rq->online = 0;
5539         }
5540 }
5541
5542 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5543 {
5544         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5545
5546         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5547 }
5548
5549 /*
5550  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5551  */
5552 static int num_cpus_frozen;
5553
5554 /*
5555  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5556  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5557  * around partition_sched_domains().
5558  *
5559  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5560  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5561  */
5562 static void cpuset_cpu_active(void)
5563 {
5564         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5565                 /*
5566                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5567                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5568                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5569                  * domain, ignoring cpusets.
5570                  */
5571                 num_cpus_frozen--;
5572                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5573                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5574                         return;
5575                 }
5576                 /*
5577                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5578                  * restore the original sched domains by considering the
5579                  * cpuset configurations.
5580                  */
5581         }
5582         cpuset_update_active_cpus();
5583 }
5584
5585 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5586 {
5587         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5588                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5589                         return -EBUSY;
5590                 cpuset_update_active_cpus();
5591         } else {
5592                 num_cpus_frozen++;
5593                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5594         }
5595         return 0;
5596 }
5597
5598 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5599 {
5600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5601         struct rq_flags rf;
5602
5603         set_cpu_active(cpu, true);
5604
5605         if (sched_smp_initialized) {
5606                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5607                 cpuset_cpu_active();
5608         }
5609
5610         /*
5611          * Put the rq online, if not already. This happens:
5612          *
5613          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5614          *    after all CPUs have been brought up.
5615          *
5616          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5617          *    domains.
5618          */
5619         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5620         if (rq->rd) {
5621                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5622                 set_rq_online(rq);
5623         }
5624         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5625
5626         update_max_interval();
5627
5628         return 0;
5629 }
5630
5631 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5632 {
5633         int ret;
5634
5635         set_cpu_active(cpu, false);
5636         /*
5637          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5638          * users of this state to go away such that all new such users will
5639          * observe it.
5640          *
5641          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5642          */
5643         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5644
5645         if (!sched_smp_initialized)
5646                 return 0;
5647
5648         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5649         if (ret) {
5650                 set_cpu_active(cpu, true);
5651                 return ret;
5652         }
5653         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5654         return 0;
5655 }
5656
5657 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5658 {
5659         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5660
5661         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5662         update_max_interval();
5663 }
5664
5665 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5666 {
5667         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5668         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5669         return 0;
5670 }
5671
5672 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5673 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5674 {
5675         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5676         struct rq_flags rf;
5677
5678         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5679         sched_ttwu_pending();
5680
5681         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5682         if (rq->rd) {
5683                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5684                 set_rq_offline(rq);
5685         }
5686         migrate_tasks(rq, &rf);
5687         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5688         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5689
5690         calc_load_migrate(rq);
5691         update_max_interval();
5692         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5693         hrtick_clear(rq);
5694         return 0;
5695 }
5696 #endif
5697
5698 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5699 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5700
5701 static void sched_init_smt(void)
5702 {
5703         /*
5704          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5705          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5706          */
5707         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5708                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5709 }
5710 #else
5711 static inline void sched_init_smt(void) { }
5712 #endif
5713
5714 void __init sched_init_smp(void)
5715 {
5716         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5717
5718         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5719
5720         sched_init_numa();
5721
5722         /*
5723          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5724          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5725          * happen.
5726          */
5727         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5728         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5729         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5730         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5731                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5732         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5733
5734         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5735         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5736                 BUG();
5737         sched_init_granularity();
5738         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5739
5740         init_sched_rt_class();
5741         init_sched_dl_class();
5742
5743         sched_init_smt();
5744
5745         sched_smp_initialized = true;
5746 }
5747
5748 static int __init migration_init(void)
5749 {
5750         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5751         return 0;
5752 }
5753 early_initcall(migration_init);
5754
5755 #else
5756 void __init sched_init_smp(void)
5757 {
5758         sched_init_granularity();
5759 }
5760 #endif /* CONFIG_SMP */
5761
5762 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5763 {
5764         return in_lock_functions(addr) ||
5765                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5766                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5767 }
5768
5769 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5770 /*
5771  * Default task group.
5772  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5773  */
5774 struct task_group root_task_group;
5775 LIST_HEAD(task_groups);
5776
5777 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5778 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5779 #endif
5780
5781 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5782 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5783
5784 void __init sched_init(void)
5785 {
5786         int i, j;
5787         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5788
5789         sched_clock_init();
5790         wait_bit_init();
5791
5792 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5793         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5794 #endif
5795 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5796         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5797 #endif
5798         if (alloc_size) {
5799                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5800
5801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5802                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5803                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5804
5805                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5806                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5807
5808 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5809 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5810                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5811                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5812
5813                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5814                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5815
5816 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5817         }
5818 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5819         for_each_possible_cpu(i) {
5820                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5821                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5822                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5823                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5824         }
5825 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5826
5827         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5828         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5829
5830 #ifdef CONFIG_SMP
5831         init_defrootdomain();
5832 #endif
5833
5834 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5835         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
5836                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
5837 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5838
5839 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5840         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
5841
5842         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
5843         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
5844         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
5845         autogroup_init(&init_task);
5846 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
5847
5848         for_each_possible_cpu(i) {
5849                 struct rq *rq;
5850
5851                 rq = cpu_rq(i);
5852                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
5853                 rq->nr_running = 0;
5854                 rq->calc_load_active = 0;
5855                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5856                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
5857                 init_rt_rq(&rq->rt);
5858                 init_dl_rq(&rq->dl);
5859 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5860                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
5861                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
5862                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
5863                 /*
5864                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
5865                  *
5866                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
5867                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
5868                  * system CPU resource is divided among the tasks of
5869                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
5870                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
5871                  * (se->load.weight).
5872                  *
5873                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
5874                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
5875                  * then A0's share of the CPU resource is:
5876                  *
5877                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
5878                  *
5879                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
5880                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
5881                  */
5882                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
5883                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
5884 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5885
5886                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
5887 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5888                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
5889 #endif
5890
5891                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
5892                         rq->cpu_load[j] = 0;
5893
5894 #ifdef CONFIG_SMP
5895                 rq->sd = NULL;
5896                 rq->rd = NULL;
5897                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5898                 rq->balance_callback = NULL;
5899                 rq->active_balance = 0;
5900                 rq->next_balance = jiffies;
5901                 rq->push_cpu = 0;
5902                 rq->cpu = i;
5903                 rq->online = 0;
5904                 rq->idle_stamp = 0;
5905                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
5906                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
5907
5908                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
5909
5910                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
5911 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5912                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
5913                 rq->nohz_flags = 0;
5914 #endif
5915 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5916                 rq->last_sched_tick = 0;
5917 #endif
5918 #endif /* CONFIG_SMP */
5919                 init_rq_hrtick(rq);
5920                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
5921         }
5922
5923         set_load_weight(&init_task);
5924
5925         /*
5926          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
5927          */
5928         mmgrab(&init_mm);
5929         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
5930
5931         /*
5932          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
5933          * called from this thread, however somewhere below it might be,
5934          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
5935          * when this runqueue becomes "idle".
5936          */
5937         init_idle(current, smp_processor_id());
5938
5939         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5940
5941 #ifdef CONFIG_SMP
5942         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
5943         if (cpu_isolated_map == NULL)
5944                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
5945         idle_thread_set_boot_cpu();
5946         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
5947 #endif
5948         init_sched_fair_class();
5949
5950         init_schedstats();
5951
5952         scheduler_running = 1;
5953 }
5954
5955 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5956 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
5957 {
5958         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
5959
5960         return (nested == preempt_offset);
5961 }
5962
5963 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5964 {
5965         /*
5966          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
5967          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
5968          * otherwise we will destroy state.
5969          */
5970         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
5971                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
5972                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
5973                         current->state,
5974                         (void *)current->task_state_change,
5975                         (void *)current->task_state_change);
5976
5977         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
5978 }
5979 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
5980
5981 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5982 {
5983         /* Ratelimiting timestamp: */
5984         static unsigned long prev_jiffy;
5985
5986         unsigned long preempt_disable_ip;
5987
5988         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
5989         rcu_sleep_check();
5990
5991         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
5992              !is_idle_task(current)) ||
5993             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
5994             oops_in_progress)
5995                 return;
5996
5997         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
5998                 return;
5999         prev_jiffy = jiffies;
6000
6001         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6002         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6003
6004         printk(KERN_ERR
6005                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6006                         file, line);
6007         printk(KERN_ERR
6008                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6009                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6010                         current->pid, current->comm);
6011
6012         if (task_stack_end_corrupted(current))
6013                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6014
6015         debug_show_held_locks(current);
6016         if (irqs_disabled())
6017                 print_irqtrace_events(current);
6018         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6019             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6020                 pr_err("Preemption disabled at:");
6021                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6022                 pr_cont("\n");
6023         }
6024         dump_stack();
6025         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6026 }
6027 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6028 #endif
6029
6030 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6031 void normalize_rt_tasks(void)
6032 {
6033         struct task_struct *g, *p;
6034         struct sched_attr attr = {
6035                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6036         };
6037
6038         read_lock(&tasklist_lock);
6039         for_each_process_thread(g, p) {
6040                 /*
6041                  * Only normalize user tasks:
6042                  */
6043                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6044                         continue;
6045
6046                 p->se.exec_start = 0;
6047                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6048                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6049                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6050
6051                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6052                         /*
6053                          * Renice negative nice level userspace
6054                          * tasks back to 0:
6055                          */
6056                         if (task_nice(p) < 0)
6057                                 set_user_nice(p, 0);
6058                         continue;
6059                 }
6060
6061                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6062         }
6063         read_unlock(&tasklist_lock);
6064 }
6065
6066 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6067
6068 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6069 /*
6070  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6071  *
6072  * They can only be called when the whole system has been
6073  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6074  * activity can take place. Using them for anything else would
6075  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6076  * under any other configuration.
6077  */
6078
6079 /**
6080  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6081  * @cpu: the processor in question.
6082  *
6083  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6084  *
6085  * Return: The current task for @cpu.
6086  */
6087 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6088 {
6089         return cpu_curr(cpu);
6090 }
6091
6092 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6093
6094 #ifdef CONFIG_IA64
6095 /**
6096  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6097  * @cpu: the processor in question.
6098  * @p: the task pointer to set.
6099  *
6100  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6101  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6102  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6103  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6104  * and caller must save the original value of the current task (see
6105  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6106  * re-starting the system.
6107  *
6108  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6109  */
6110 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6111 {
6112         cpu_curr(cpu) = p;
6113 }
6114
6115 #endif
6116
6117 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6118 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6119 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6120
6121 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6122 {
6123         free_fair_sched_group(tg);
6124         free_rt_sched_group(tg);
6125         autogroup_free(tg);
6126         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6127 }
6128
6129 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6130 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6131 {
6132         struct task_group *tg;
6133
6134         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6135         if (!tg)
6136                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6137
6138         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6139                 goto err;
6140
6141         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6142                 goto err;
6143
6144         return tg;
6145
6146 err:
6147         sched_free_group(tg);
6148         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6149 }
6150
6151 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6152 {
6153         unsigned long flags;
6154
6155         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6156         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6157
6158         /* Root should already exist: */
6159         WARN_ON(!parent);
6160
6161         tg->parent = parent;
6162         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6163         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6164         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6165
6166         online_fair_sched_group(tg);
6167 }
6168
6169 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6170 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6171 {
6172         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6173         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6174 }
6175
6176 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6177 {
6178         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6179         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6180 }
6181
6182 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6183 {
6184         unsigned long flags;
6185
6186         /* End participation in shares distribution: */
6187         unregister_fair_sched_group(tg);
6188
6189         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6190         list_del_rcu(&tg->list);
6191         list_del_rcu(&tg->siblings);
6192         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6193 }
6194
6195 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6196 {
6197         struct task_group *tg;
6198
6199         /*
6200          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6201          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6202          * to prevent lockdep warnings.
6203          */
6204         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6205                           struct task_group, css);
6206         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6207         tsk->sched_task_group = tg;
6208
6209 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6210         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6211                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6212         else
6213 #endif
6214                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6215 }
6216
6217 /*
6218  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6219  *
6220  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6221  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6222  * its new group.
6223  */
6224 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6225 {
6226         int queued, running, queue_flags =
6227                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6228         struct rq_flags rf;
6229         struct rq *rq;
6230
6231         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6232         update_rq_clock(rq);
6233
6234         running = task_current(rq, tsk);
6235         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6236
6237         if (queued)
6238                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6239         if (running)
6240                 put_prev_task(rq, tsk);
6241
6242         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6243
6244         if (queued)
6245                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6246         if (running)
6247                 set_curr_task(rq, tsk);
6248
6249         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6250 }
6251
6252 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6253 {
6254         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6255 }
6256
6257 static struct cgroup_subsys_state *
6258 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6259 {
6260         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6261         struct task_group *tg;
6262
6263         if (!parent) {
6264                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6265                 return &root_task_group.css;
6266         }
6267
6268         tg = sched_create_group(parent);
6269         if (IS_ERR(tg))
6270                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6271
6272         return &tg->css;
6273 }
6274
6275 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6276 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6277 {
6278         struct task_group *tg = css_tg(css);
6279         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6280
6281         if (parent)
6282                 sched_online_group(tg, parent);
6283         return 0;
6284 }
6285
6286 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6287 {
6288         struct task_group *tg = css_tg(css);
6289
6290         sched_offline_group(tg);
6291 }
6292
6293 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6294 {
6295         struct task_group *tg = css_tg(css);
6296
6297         /*
6298          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6299          */
6300         sched_free_group(tg);
6301 }
6302
6303 /*
6304  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6305  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6306  */
6307 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6308 {
6309         struct rq_flags rf;
6310         struct rq *rq;
6311
6312         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6313
6314         update_rq_clock(rq);
6315         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6316
6317         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6318 }
6319
6320 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6321 {
6322         struct task_struct *task;
6323         struct cgroup_subsys_state *css;
6324         int ret = 0;
6325
6326         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6327 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6328                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6329                         return -EINVAL;
6330 #else
6331                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6332                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6333                         return -EINVAL;
6334 #endif
6335                 /*
6336                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6337                  * running, we're sure to observe its full state.
6338                  */
6339                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6340                 /*
6341                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6342                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6343                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6344                  */
6345                 if (task->state == TASK_NEW)
6346                         ret = -EINVAL;
6347                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6348
6349                 if (ret)
6350                         break;
6351         }
6352         return ret;
6353 }
6354
6355 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6356 {
6357         struct task_struct *task;
6358         struct cgroup_subsys_state *css;
6359
6360         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6361                 sched_move_task(task);
6362 }
6363
6364 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6365 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6366                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6367 {
6368         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6369 }
6370
6371 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6372                                struct cftype *cft)
6373 {
6374         struct task_group *tg = css_tg(css);
6375
6376         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6377 }
6378
6379 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6380 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6381
6382 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6383 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6384
6385 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6386
6387 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6388 {
6389         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6390         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6391
6392         if (tg == &root_task_group)
6393                 return -EINVAL;
6394
6395         /*
6396          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6397          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6398          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6399          */
6400         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6401                 return -EINVAL;
6402
6403         /*
6404          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6405          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6406          * feasibility.
6407          */
6408         if (period > max_cfs_quota_period)
6409                 return -EINVAL;
6410
6411         /*
6412          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6413          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6414          */
6415         get_online_cpus();
6416         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6417         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6418         if (ret)
6419                 goto out_unlock;
6420
6421         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6422         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6423         /*
6424          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6425          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6426          */
6427         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6428                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6429         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6430         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6431         cfs_b->quota = quota;
6432
6433         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6434
6435         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6436         if (runtime_enabled)
6437                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6438
6439         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6440
6441         for_each_online_cpu(i) {
6442                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6443                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6444                 struct rq_flags rf;
6445
6446                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6447                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6448                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6449
6450                 if (cfs_rq->throttled)
6451                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6452                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6453         }
6454         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6455                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6456 out_unlock:
6457         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6458         put_online_cpus();
6459
6460         return ret;
6461 }
6462
6463 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6464 {
6465         u64 quota, period;
6466
6467         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6468         if (cfs_quota_us < 0)
6469                 quota = RUNTIME_INF;
6470         else
6471                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6472
6473         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6474 }
6475
6476 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6477 {
6478         u64 quota_us;
6479
6480         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6481                 return -1;
6482
6483         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6484         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6485
6486         return quota_us;
6487 }
6488
6489 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6490 {
6491         u64 quota, period;
6492
6493         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6494         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6495
6496         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6497 }
6498
6499 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6500 {
6501         u64 cfs_period_us;
6502
6503         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6504         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6505
6506         return cfs_period_us;
6507 }
6508
6509 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6510                                   struct cftype *cft)
6511 {
6512         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6513 }
6514
6515 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6516                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6517 {
6518         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6519 }
6520
6521 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6522                                    struct cftype *cft)
6523 {
6524         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6525 }
6526
6527 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6528                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6529 {
6530         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6531 }
6532
6533 struct cfs_schedulable_data {
6534         struct task_group *tg;
6535         u64 period, quota;
6536 };
6537
6538 /*
6539  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6540  * note: units are usecs
6541  */
6542 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6543                                struct cfs_schedulable_data *d)
6544 {
6545         u64 quota, period;
6546
6547         if (tg == d->tg) {
6548                 period = d->period;
6549                 quota = d->quota;
6550         } else {
6551                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6552                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6553         }
6554
6555         /* note: these should typically be equivalent */
6556         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6557                 return RUNTIME_INF;
6558
6559         return to_ratio(period, quota);
6560 }
6561
6562 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6563 {
6564         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6565         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6566         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6567
6568         if (!tg->parent) {
6569                 quota = RUNTIME_INF;
6570         } else {
6571                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6572
6573                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6574                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6575
6576                 /*
6577                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
6578                  * limit is set:
6579                  */
6580                 if (quota == RUNTIME_INF)
6581                         quota = parent_quota;
6582                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6583                         return -EINVAL;
6584         }
6585         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6586
6587         return 0;
6588 }
6589
6590 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6591 {
6592         int ret;
6593         struct cfs_schedulable_data data = {
6594                 .tg = tg,
6595                 .period = period,
6596                 .quota = quota,
6597         };
6598
6599         if (quota != RUNTIME_INF) {
6600                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6601                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6602         }
6603
6604         rcu_read_lock();
6605         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6606         rcu_read_unlock();
6607
6608         return ret;
6609 }
6610
6611 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
6612 {
6613         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6614         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6615
6616         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6617         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6618         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6619
6620         return 0;
6621 }
6622 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6623 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6624
6625 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6626 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6627                                 struct cftype *cft, s64 val)
6628 {
6629         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6630 }
6631
6632 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6633                                struct cftype *cft)
6634 {
6635         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6636 }
6637
6638 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6639                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6640 {
6641         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6642 }
6643
6644 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6645                                    struct cftype *cft)
6646 {
6647         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6648 }
6649 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6650
6651 static struct cftype cpu_files[] = {
6652 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6653         {
6654                 .name = "shares",
6655                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6656                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6657         },
6658 #endif
6659 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6660         {
6661                 .name = "cfs_quota_us",
6662                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6663                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6664         },
6665         {
6666                 .name = "cfs_period_us",
6667                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6668                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6669         },
6670         {
6671                 .name = "stat",
6672                 .seq_show = cpu_stats_show,
6673         },
6674 #endif
6675 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6676         {
6677                 .name = "rt_runtime_us",
6678                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6679                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6680         },
6681         {
6682                 .name = "rt_period_us",
6683                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6684                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6685         },
6686 #endif
6687         { }     /* Terminate */
6688 };
6689
6690 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
6691         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
6692         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
6693         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
6694         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
6695         .fork           = cpu_cgroup_fork,
6696         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
6697         .attach         = cpu_cgroup_attach,
6698         .legacy_cftypes = cpu_files,
6699         .early_init     = true,
6700 };
6701
6702 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6703
6704 void dump_cpu_task(int cpu)
6705 {
6706         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
6707         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
6708 }
6709
6710 /*
6711  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
6712  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
6713  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
6714  * that remained on nice 0.
6715  *
6716  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
6717  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
6718  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
6719  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
6720  * the relative distance between them is ~25%.)
6721  */
6722 const int sched_prio_to_weight[40] = {
6723  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
6724  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
6725  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
6726  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
6727  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
6728  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
6729  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
6730  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
6731 };
6732
6733 /*
6734  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
6735  *
6736  * In cases where the weight does not change often, we can use the
6737  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
6738  * into multiplications:
6739  */
6740 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
6741  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
6742  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
6743  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
6744  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
6745  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
6746  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
6747  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
6748  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
6749 };