]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag 'xfs-4.11-merge-7' of git://git.kernel.org/pub/scm/fs/xfs/xfs-linux
[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/cpuset.h>
10 #include <linux/delayacct.h>
11 #include <linux/init_task.h>
12 #include <linux/context_tracking.h>
13
14 #include <linux/blkdev.h>
15 #include <linux/kprobes.h>
16 #include <linux/mmu_context.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/nmi.h>
19 #include <linux/prefetch.h>
20 #include <linux/profile.h>
21 #include <linux/security.h>
22 #include <linux/syscalls.h>
23
24 #include <asm/switch_to.h>
25 #include <asm/tlb.h>
26 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
27 #include <asm/paravirt.h>
28 #endif
29
30 #include "sched.h"
31 #include "../workqueue_internal.h"
32 #include "../smpboot.h"
33
34 #define CREATE_TRACE_POINTS
35 #include <trace/events/sched.h>
36
37 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
38
39 /*
40  * Debugging: various feature bits
41  */
42
43 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
44         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
45
46 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
47 #include "features.h"
48         0;
49
50 #undef SCHED_FEAT
51
52 /*
53  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
54  * Limited because this is done with IRQs disabled.
55  */
56 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
57
58 /*
59  * period over which we average the RT time consumption, measured
60  * in ms.
61  *
62  * default: 1s
63  */
64 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
65
66 /*
67  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
68  * default: 1s
69  */
70 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
71
72 __read_mostly int scheduler_running;
73
74 /*
75  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
76  * default: 0.95s
77  */
78 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
79
80 /* CPUs with isolated domains */
81 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
82
83 /*
84  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
85  */
86 static struct rq *this_rq_lock(void)
87         __acquires(rq->lock)
88 {
89         struct rq *rq;
90
91         local_irq_disable();
92         rq = this_rq();
93         raw_spin_lock(&rq->lock);
94
95         return rq;
96 }
97
98 /*
99  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
100  */
101 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
102         __acquires(rq->lock)
103 {
104         struct rq *rq;
105
106         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
107
108         for (;;) {
109                 rq = task_rq(p);
110                 raw_spin_lock(&rq->lock);
111                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
112                         rq_pin_lock(rq, rf);
113                         return rq;
114                 }
115                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
116
117                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
118                         cpu_relax();
119         }
120 }
121
122 /*
123  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
124  */
125 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
126         __acquires(p->pi_lock)
127         __acquires(rq->lock)
128 {
129         struct rq *rq;
130
131         for (;;) {
132                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
133                 rq = task_rq(p);
134                 raw_spin_lock(&rq->lock);
135                 /*
136                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
137                  *
138                  *      ACQUIRE (rq->lock)
139                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
140                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
141                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
142                  *                                      [L] ->on_rq
143                  *      RELEASE (rq->lock)
144                  *
145                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
146                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
147                  *
148                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
149                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
150                  */
151                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
152                         rq_pin_lock(rq, rf);
153                         return rq;
154                 }
155                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
156                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
157
158                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
159                         cpu_relax();
160         }
161 }
162
163 /*
164  * RQ-clock updating methods:
165  */
166
167 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
168 {
169 /*
170  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
171  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
172  */
173 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
174         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
175 #endif
176 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
177         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
178
179         /*
180          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
181          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
182          * {soft,}irq region.
183          *
184          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
185          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
186          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
187          * monotonic.
188          *
189          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
190          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
191          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
192          * atomic ops.
193          */
194         if (irq_delta > delta)
195                 irq_delta = delta;
196
197         rq->prev_irq_time += irq_delta;
198         delta -= irq_delta;
199 #endif
200 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
201         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
202                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
203                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
204
205                 if (unlikely(steal > delta))
206                         steal = delta;
207
208                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
209                 delta -= steal;
210         }
211 #endif
212
213         rq->clock_task += delta;
214
215 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
216         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
217                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
218 #endif
219 }
220
221 void update_rq_clock(struct rq *rq)
222 {
223         s64 delta;
224
225         lockdep_assert_held(&rq->lock);
226
227         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
228                 return;
229
230 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
231         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
232 #endif
233         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
234         if (delta < 0)
235                 return;
236         rq->clock += delta;
237         update_rq_clock_task(rq, delta);
238 }
239
240
241 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
242 /*
243  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
244  */
245
246 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
247 {
248         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
249                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
250 }
251
252 /*
253  * High-resolution timer tick.
254  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
255  */
256 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
257 {
258         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
259
260         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
261
262         raw_spin_lock(&rq->lock);
263         update_rq_clock(rq);
264         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
265         raw_spin_unlock(&rq->lock);
266
267         return HRTIMER_NORESTART;
268 }
269
270 #ifdef CONFIG_SMP
271
272 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
273 {
274         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
275
276         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
277 }
278
279 /*
280  * called from hardirq (IPI) context
281  */
282 static void __hrtick_start(void *arg)
283 {
284         struct rq *rq = arg;
285
286         raw_spin_lock(&rq->lock);
287         __hrtick_restart(rq);
288         rq->hrtick_csd_pending = 0;
289         raw_spin_unlock(&rq->lock);
290 }
291
292 /*
293  * Called to set the hrtick timer state.
294  *
295  * called with rq->lock held and irqs disabled
296  */
297 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
298 {
299         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
300         ktime_t time;
301         s64 delta;
302
303         /*
304          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
305          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
306          */
307         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
308         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
309
310         hrtimer_set_expires(timer, time);
311
312         if (rq == this_rq()) {
313                 __hrtick_restart(rq);
314         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
315                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
316                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
317         }
318 }
319
320 #else
321 /*
322  * Called to set the hrtick timer state.
323  *
324  * called with rq->lock held and irqs disabled
325  */
326 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
327 {
328         /*
329          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
330          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
331          */
332         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
333         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
334                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
335 }
336 #endif /* CONFIG_SMP */
337
338 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
339 {
340 #ifdef CONFIG_SMP
341         rq->hrtick_csd_pending = 0;
342
343         rq->hrtick_csd.flags = 0;
344         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
345         rq->hrtick_csd.info = rq;
346 #endif
347
348         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
349         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
350 }
351 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
352 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
353 {
354 }
355
356 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
357 {
358 }
359 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
360
361 /*
362  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
363  */
364 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
365         ({                                                              \
366                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
367                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
368                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
369                                                                         \
370                 for (;;) {                                              \
371                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
372                         if (_old == _val)                               \
373                                 break;                                  \
374                         _val = _old;                                    \
375                 }                                                       \
376         _old;                                                           \
377 })
378
379 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
380 /*
381  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
382  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
383  * spurious IPIs.
384  */
385 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
386 {
387         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
388         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
389 }
390
391 /*
392  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
393  *
394  * If this returns true, then the idle task promises to call
395  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
396  */
397 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
398 {
399         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
400         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
401
402         for (;;) {
403                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
404                         return false;
405                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
406                         return true;
407                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
408                 if (old == val)
409                         break;
410                 val = old;
411         }
412         return true;
413 }
414
415 #else
416 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
417 {
418         set_tsk_need_resched(p);
419         return true;
420 }
421
422 #ifdef CONFIG_SMP
423 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
424 {
425         return false;
426 }
427 #endif
428 #endif
429
430 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
431 {
432         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
433
434         /*
435          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
436          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
437          * wakeup due to that.
438          *
439          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
440          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
441          */
442         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
443                 return;
444
445         get_task_struct(task);
446
447         /*
448          * The head is context local, there can be no concurrency.
449          */
450         *head->lastp = node;
451         head->lastp = &node->next;
452 }
453
454 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
455 {
456         struct wake_q_node *node = head->first;
457
458         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
459                 struct task_struct *task;
460
461                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
462                 BUG_ON(!task);
463                 /* Task can safely be re-inserted now: */
464                 node = node->next;
465                 task->wake_q.next = NULL;
466
467                 /*
468                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
469                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
470                  */
471                 wake_up_process(task);
472                 put_task_struct(task);
473         }
474 }
475
476 /*
477  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
478  *
479  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
480  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
481  * the target CPU.
482  */
483 void resched_curr(struct rq *rq)
484 {
485         struct task_struct *curr = rq->curr;
486         int cpu;
487
488         lockdep_assert_held(&rq->lock);
489
490         if (test_tsk_need_resched(curr))
491                 return;
492
493         cpu = cpu_of(rq);
494
495         if (cpu == smp_processor_id()) {
496                 set_tsk_need_resched(curr);
497                 set_preempt_need_resched();
498                 return;
499         }
500
501         if (set_nr_and_not_polling(curr))
502                 smp_send_reschedule(cpu);
503         else
504                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
505 }
506
507 void resched_cpu(int cpu)
508 {
509         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
510         unsigned long flags;
511
512         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
513                 return;
514         resched_curr(rq);
515         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
516 }
517
518 #ifdef CONFIG_SMP
519 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
520 /*
521  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
522  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
523  *
524  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
525  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
526  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
527  */
528 int get_nohz_timer_target(void)
529 {
530         int i, cpu = smp_processor_id();
531         struct sched_domain *sd;
532
533         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
534                 return cpu;
535
536         rcu_read_lock();
537         for_each_domain(cpu, sd) {
538                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
539                         if (cpu == i)
540                                 continue;
541
542                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
543                                 cpu = i;
544                                 goto unlock;
545                         }
546                 }
547         }
548
549         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
550                 cpu = housekeeping_any_cpu();
551 unlock:
552         rcu_read_unlock();
553         return cpu;
554 }
555
556 /*
557  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
558  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
559  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
560  * idle system the next event might even be infinite time into the
561  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
562  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
563  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
564  * wheel for the next timer event.
565  */
566 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
567 {
568         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
569
570         if (cpu == smp_processor_id())
571                 return;
572
573         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
574                 smp_send_reschedule(cpu);
575         else
576                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
577 }
578
579 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
580 {
581         /*
582          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
583          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
584          * If needed we can still optimize that later with an
585          * empty IRQ.
586          */
587         if (cpu_is_offline(cpu))
588                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
589         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
590                 if (cpu != smp_processor_id() ||
591                     tick_nohz_tick_stopped())
592                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
593                 return true;
594         }
595
596         return false;
597 }
598
599 /*
600  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
601  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
602  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
603  */
604 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
605 {
606         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
607                 wake_up_idle_cpu(cpu);
608 }
609
610 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
611 {
612         int cpu = smp_processor_id();
613
614         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
615                 return false;
616
617         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
618                 return true;
619
620         /*
621          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
622          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
623          */
624         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
625         return false;
626 }
627
628 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
629
630 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
631 {
632         return false;
633 }
634
635 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
636
637 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
638 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
639 {
640         int fifo_nr_running;
641
642         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
643         if (rq->dl.dl_nr_running)
644                 return false;
645
646         /*
647          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
648          * actual RR behaviour.
649          */
650         if (rq->rt.rr_nr_running) {
651                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
652                         return true;
653                 else
654                         return false;
655         }
656
657         /*
658          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
659          * forced preemption between FIFO tasks.
660          */
661         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
662         if (fifo_nr_running)
663                 return true;
664
665         /*
666          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
667          * if there's more than one we need the tick for involuntary
668          * preemption.
669          */
670         if (rq->nr_running > 1)
671                 return false;
672
673         return true;
674 }
675 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
676
677 void sched_avg_update(struct rq *rq)
678 {
679         s64 period = sched_avg_period();
680
681         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
682                 /*
683                  * Inline assembly required to prevent the compiler
684                  * optimising this loop into a divmod call.
685                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
686                  */
687                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
688                 rq->age_stamp += period;
689                 rq->rt_avg /= 2;
690         }
691 }
692
693 #endif /* CONFIG_SMP */
694
695 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
696                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
697 /*
698  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
699  * node and @up when leaving it for the final time.
700  *
701  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
702  */
703 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
704                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
705 {
706         struct task_group *parent, *child;
707         int ret;
708
709         parent = from;
710
711 down:
712         ret = (*down)(parent, data);
713         if (ret)
714                 goto out;
715         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
716                 parent = child;
717                 goto down;
718
719 up:
720                 continue;
721         }
722         ret = (*up)(parent, data);
723         if (ret || parent == from)
724                 goto out;
725
726         child = parent;
727         parent = parent->parent;
728         if (parent)
729                 goto up;
730 out:
731         return ret;
732 }
733
734 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
735 {
736         return 0;
737 }
738 #endif
739
740 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
741 {
742         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
743         struct load_weight *load = &p->se.load;
744
745         /*
746          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
747          */
748         if (idle_policy(p->policy)) {
749                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
750                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
751                 return;
752         }
753
754         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
755         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
756 }
757
758 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
759 {
760         update_rq_clock(rq);
761         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
762                 sched_info_queued(rq, p);
763         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
764 }
765
766 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
767 {
768         update_rq_clock(rq);
769         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
770                 sched_info_dequeued(rq, p);
771         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
772 }
773
774 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
775 {
776         if (task_contributes_to_load(p))
777                 rq->nr_uninterruptible--;
778
779         enqueue_task(rq, p, flags);
780 }
781
782 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
783 {
784         if (task_contributes_to_load(p))
785                 rq->nr_uninterruptible++;
786
787         dequeue_task(rq, p, flags);
788 }
789
790 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
791 {
792         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
793         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
794
795         if (stop) {
796                 /*
797                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
798                  * userspace knows about and won't get confused about.
799                  *
800                  * Also, it will make PI more or less work without too
801                  * much confusion -- but then, stop work should not
802                  * rely on PI working anyway.
803                  */
804                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
805
806                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
807         }
808
809         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
810
811         if (old_stop) {
812                 /*
813                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
814                  * it can die in pieces.
815                  */
816                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
817         }
818 }
819
820 /*
821  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
822  */
823 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
824 {
825         return p->static_prio;
826 }
827
828 /*
829  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
830  * without taking RT-inheritance into account. Might be
831  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
832  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
833  * estimator recalculates.
834  */
835 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
836 {
837         int prio;
838
839         if (task_has_dl_policy(p))
840                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
841         else if (task_has_rt_policy(p))
842                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
843         else
844                 prio = __normal_prio(p);
845         return prio;
846 }
847
848 /*
849  * Calculate the current priority, i.e. the priority
850  * taken into account by the scheduler. This value might
851  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
852  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
853  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
854  */
855 static int effective_prio(struct task_struct *p)
856 {
857         p->normal_prio = normal_prio(p);
858         /*
859          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
860          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
861          * to the normal priority:
862          */
863         if (!rt_prio(p->prio))
864                 return p->normal_prio;
865         return p->prio;
866 }
867
868 /**
869  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
870  * @p: the task in question.
871  *
872  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
873  */
874 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
875 {
876         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
877 }
878
879 /*
880  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
881  * use the balance_callback list if you want balancing.
882  *
883  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
884  * balance_callback().
885  */
886 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
887                                        const struct sched_class *prev_class,
888                                        int oldprio)
889 {
890         if (prev_class != p->sched_class) {
891                 if (prev_class->switched_from)
892                         prev_class->switched_from(rq, p);
893
894                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
895         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
896                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
897 }
898
899 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
900 {
901         const struct sched_class *class;
902
903         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
904                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
905         } else {
906                 for_each_class(class) {
907                         if (class == rq->curr->sched_class)
908                                 break;
909                         if (class == p->sched_class) {
910                                 resched_curr(rq);
911                                 break;
912                         }
913                 }
914         }
915
916         /*
917          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
918          * this case, we can save a useless back to back clock update.
919          */
920         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
921                 rq_clock_skip_update(rq, true);
922 }
923
924 #ifdef CONFIG_SMP
925 /*
926  * This is how migration works:
927  *
928  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
929  *    stop_one_cpu().
930  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
931  *    off the CPU)
932  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
933  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
934  *    it and puts it into the right queue.
935  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
936  *    is done.
937  */
938
939 /*
940  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
941  *
942  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
943  */
944 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
945 {
946         lockdep_assert_held(&rq->lock);
947
948         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
949         dequeue_task(rq, p, 0);
950         set_task_cpu(p, new_cpu);
951         raw_spin_unlock(&rq->lock);
952
953         rq = cpu_rq(new_cpu);
954
955         raw_spin_lock(&rq->lock);
956         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
957         enqueue_task(rq, p, 0);
958         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
959         check_preempt_curr(rq, p, 0);
960
961         return rq;
962 }
963
964 struct migration_arg {
965         struct task_struct *task;
966         int dest_cpu;
967 };
968
969 /*
970  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
971  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
972  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
973  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
974  *
975  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
976  * as the task is no longer on this CPU.
977  */
978 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
979 {
980         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
981                 return rq;
982
983         /* Affinity changed (again). */
984         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
985                 return rq;
986
987         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
988
989         return rq;
990 }
991
992 /*
993  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
994  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
995  * 'pushing' onto another runqueue.
996  */
997 static int migration_cpu_stop(void *data)
998 {
999         struct migration_arg *arg = data;
1000         struct task_struct *p = arg->task;
1001         struct rq *rq = this_rq();
1002
1003         /*
1004          * The original target CPU might have gone down and we might
1005          * be on another CPU but it doesn't matter.
1006          */
1007         local_irq_disable();
1008         /*
1009          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1010          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1011          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1012          */
1013         sched_ttwu_pending();
1014
1015         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1016         raw_spin_lock(&rq->lock);
1017         /*
1018          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1019          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1020          * we're holding p->pi_lock.
1021          */
1022         if (task_rq(p) == rq) {
1023                 if (task_on_rq_queued(p))
1024                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1025                 else
1026                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1027         }
1028         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1029         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1030
1031         local_irq_enable();
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1037  * actually call this function.
1038  */
1039 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1040 {
1041         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1042         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1043 }
1044
1045 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1046 {
1047         struct rq *rq = task_rq(p);
1048         bool queued, running;
1049
1050         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1051
1052         queued = task_on_rq_queued(p);
1053         running = task_current(rq, p);
1054
1055         if (queued) {
1056                 /*
1057                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1058                  * holding rq->lock.
1059                  */
1060                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1061                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1062         }
1063         if (running)
1064                 put_prev_task(rq, p);
1065
1066         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1067
1068         if (queued)
1069                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1070         if (running)
1071                 set_curr_task(rq, p);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1076  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1077  * is removed from the allowed bitmask.
1078  *
1079  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1080  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1081  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1082  */
1083 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1084                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1085 {
1086         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1087         unsigned int dest_cpu;
1088         struct rq_flags rf;
1089         struct rq *rq;
1090         int ret = 0;
1091
1092         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1093
1094         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1095                 /*
1096                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1097                  */
1098                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1099         }
1100
1101         /*
1102          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1103          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1104          */
1105         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1106                 ret = -EINVAL;
1107                 goto out;
1108         }
1109
1110         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1111                 goto out;
1112
1113         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1114                 ret = -EINVAL;
1115                 goto out;
1116         }
1117
1118         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1119
1120         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1121                 /*
1122                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1123                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1124                  */
1125                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1126                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1127                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1128         }
1129
1130         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1131         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1132                 goto out;
1133
1134         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1135         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1136                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1137                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1138                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1139                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1140                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1141                 return 0;
1142         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1143                 /*
1144                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1145                  * afterwards anyway.
1146                  */
1147                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1148                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1149                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1150         }
1151 out:
1152         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1153
1154         return ret;
1155 }
1156
1157 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1158 {
1159         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1162
1163 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1164 {
1165 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1166         /*
1167          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1168          * ttwu() will sort out the placement.
1169          */
1170         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1171                         !p->on_rq);
1172
1173         /*
1174          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1175          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1176          * time relying on p->on_rq.
1177          */
1178         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1179                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1180                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1181
1182 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1183         /*
1184          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1185          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1186          *
1187          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1188          * see task_group().
1189          *
1190          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1191          * task_rq_lock().
1192          */
1193         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1194                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1195 #endif
1196 #endif
1197
1198         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1199
1200         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1201                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1202                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1203                 p->se.nr_migrations++;
1204                 perf_event_task_migrate(p);
1205         }
1206
1207         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1208 }
1209
1210 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1211 {
1212         if (task_on_rq_queued(p)) {
1213                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1214
1215                 src_rq = task_rq(p);
1216                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1217
1218                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1219                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1220                 set_task_cpu(p, cpu);
1221                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1222                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1223                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1224         } else {
1225                 /*
1226                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1227                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1228                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1229                  */
1230                 p->wake_cpu = cpu;
1231         }
1232 }
1233
1234 struct migration_swap_arg {
1235         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1236         int src_cpu, dst_cpu;
1237 };
1238
1239 static int migrate_swap_stop(void *data)
1240 {
1241         struct migration_swap_arg *arg = data;
1242         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1243         int ret = -EAGAIN;
1244
1245         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1246                 return -EAGAIN;
1247
1248         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1249         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1250
1251         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1252                         &arg->dst_task->pi_lock);
1253         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1254
1255         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1256                 goto unlock;
1257
1258         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1259                 goto unlock;
1260
1261         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1262                 goto unlock;
1263
1264         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1265                 goto unlock;
1266
1267         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1268         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1269
1270         ret = 0;
1271
1272 unlock:
1273         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1274         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1275         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1276
1277         return ret;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Cross migrate two tasks
1282  */
1283 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1284 {
1285         struct migration_swap_arg arg;
1286         int ret = -EINVAL;
1287
1288         arg = (struct migration_swap_arg){
1289                 .src_task = cur,
1290                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1291                 .dst_task = p,
1292                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1293         };
1294
1295         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1296                 goto out;
1297
1298         /*
1299          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1300          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1301          */
1302         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1303                 goto out;
1304
1305         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1306                 goto out;
1307
1308         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1309                 goto out;
1310
1311         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1312         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1313
1314 out:
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1320  *
1321  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1322  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1323  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1324  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1325  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1326  * @p has remained unscheduled the whole time.
1327  *
1328  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1329  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1330  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1331  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1332  * waiting to become inactive.
1333  */
1334 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1335 {
1336         int running, queued;
1337         struct rq_flags rf;
1338         unsigned long ncsw;
1339         struct rq *rq;
1340
1341         for (;;) {
1342                 /*
1343                  * We do the initial early heuristics without holding
1344                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1345                  * the runqueue lock when things look like they will
1346                  * work out!
1347                  */
1348                 rq = task_rq(p);
1349
1350                 /*
1351                  * If the task is actively running on another CPU
1352                  * still, just relax and busy-wait without holding
1353                  * any locks.
1354                  *
1355                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1356                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1357                  * But we don't care, since "task_running()" will
1358                  * return false if the runqueue has changed and p
1359                  * is actually now running somewhere else!
1360                  */
1361                 while (task_running(rq, p)) {
1362                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1363                                 return 0;
1364                         cpu_relax();
1365                 }
1366
1367                 /*
1368                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1369                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1370                  * just go back and repeat.
1371                  */
1372                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1373                 trace_sched_wait_task(p);
1374                 running = task_running(rq, p);
1375                 queued = task_on_rq_queued(p);
1376                 ncsw = 0;
1377                 if (!match_state || p->state == match_state)
1378                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1379                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1380
1381                 /*
1382                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1383                  */
1384                 if (unlikely(!ncsw))
1385                         break;
1386
1387                 /*
1388                  * Was it really running after all now that we
1389                  * checked with the proper locks actually held?
1390                  *
1391                  * Oops. Go back and try again..
1392                  */
1393                 if (unlikely(running)) {
1394                         cpu_relax();
1395                         continue;
1396                 }
1397
1398                 /*
1399                  * It's not enough that it's not actively running,
1400                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1401                  * preempted!
1402                  *
1403                  * So if it was still runnable (but just not actively
1404                  * running right now), it's preempted, and we should
1405                  * yield - it could be a while.
1406                  */
1407                 if (unlikely(queued)) {
1408                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1409
1410                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1411                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1412                         continue;
1413                 }
1414
1415                 /*
1416                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1417                  * runnable, which means that it will never become
1418                  * running in the future either. We're all done!
1419                  */
1420                 break;
1421         }
1422
1423         return ncsw;
1424 }
1425
1426 /***
1427  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1428  * @p: the to-be-kicked thread
1429  *
1430  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1431  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1432  *
1433  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1434  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1435  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1436  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1437  * achieved as well.
1438  */
1439 void kick_process(struct task_struct *p)
1440 {
1441         int cpu;
1442
1443         preempt_disable();
1444         cpu = task_cpu(p);
1445         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1446                 smp_send_reschedule(cpu);
1447         preempt_enable();
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1450
1451 /*
1452  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1453  *
1454  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1455  *
1456  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1457  *
1458  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1459  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1460  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1461  *    see it.
1462  *
1463  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1464  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1465  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1466  *    off.
1467  *
1468  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1469  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1470  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1471  * to satisfy the above rules.
1472  */
1473 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1474 {
1475         int nid = cpu_to_node(cpu);
1476         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1477         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1478         int dest_cpu;
1479
1480         /*
1481          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1482          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1483          * select the CPU on the other node.
1484          */
1485         if (nid != -1) {
1486                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1487
1488                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1489                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1490                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1491                                 continue;
1492                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1493                                 return dest_cpu;
1494                 }
1495         }
1496
1497         for (;;) {
1498                 /* Any allowed, online CPU? */
1499                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1500                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1501                                 continue;
1502                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1503                                 continue;
1504                         goto out;
1505                 }
1506
1507                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1508                 switch (state) {
1509                 case cpuset:
1510                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1511                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1512                                 state = possible;
1513                                 break;
1514                         }
1515                         /* Fall-through */
1516                 case possible:
1517                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1518                         state = fail;
1519                         break;
1520
1521                 case fail:
1522                         BUG();
1523                         break;
1524                 }
1525         }
1526
1527 out:
1528         if (state != cpuset) {
1529                 /*
1530                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1531                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1532                  * leave kernel.
1533                  */
1534                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1535                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1536                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1537                 }
1538         }
1539
1540         return dest_cpu;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1545  */
1546 static inline
1547 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1548 {
1549         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1550
1551         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1552                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1553         else
1554                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1555
1556         /*
1557          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1558          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1559          * CPU.
1560          *
1561          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1562          *
1563          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1564          *   not worry about this generic constraint ]
1565          */
1566         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1567                      !cpu_online(cpu)))
1568                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1569
1570         return cpu;
1571 }
1572
1573 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1574 {
1575         s64 diff = sample - *avg;
1576         *avg += diff >> 3;
1577 }
1578
1579 #else
1580
1581 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1582                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1583 {
1584         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1585 }
1586
1587 #endif /* CONFIG_SMP */
1588
1589 static void
1590 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1591 {
1592         struct rq *rq;
1593
1594         if (!schedstat_enabled())
1595                 return;
1596
1597         rq = this_rq();
1598
1599 #ifdef CONFIG_SMP
1600         if (cpu == rq->cpu) {
1601                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1602                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1603         } else {
1604                 struct sched_domain *sd;
1605
1606                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1607                 rcu_read_lock();
1608                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1609                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1610                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1611                                 break;
1612                         }
1613                 }
1614                 rcu_read_unlock();
1615         }
1616
1617         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1618                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1619 #endif /* CONFIG_SMP */
1620
1621         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1622         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1623
1624         if (wake_flags & WF_SYNC)
1625                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1626 }
1627
1628 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1629 {
1630         activate_task(rq, p, en_flags);
1631         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1632
1633         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1634         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1635                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1640  */
1641 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1642                            struct rq_flags *rf)
1643 {
1644         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1645         p->state = TASK_RUNNING;
1646         trace_sched_wakeup(p);
1647
1648 #ifdef CONFIG_SMP
1649         if (p->sched_class->task_woken) {
1650                 /*
1651                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1652                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1653                  */
1654                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1655                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1656                 rq_repin_lock(rq, rf);
1657         }
1658
1659         if (rq->idle_stamp) {
1660                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1661                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1662
1663                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1664
1665                 if (rq->avg_idle > max)
1666                         rq->avg_idle = max;
1667
1668                 rq->idle_stamp = 0;
1669         }
1670 #endif
1671 }
1672
1673 static void
1674 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1675                  struct rq_flags *rf)
1676 {
1677         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1678
1679         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1680
1681 #ifdef CONFIG_SMP
1682         if (p->sched_contributes_to_load)
1683                 rq->nr_uninterruptible--;
1684
1685         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1686                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1687 #endif
1688
1689         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1690         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1695  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1696  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1697  * the task is still ->on_rq.
1698  */
1699 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1700 {
1701         struct rq_flags rf;
1702         struct rq *rq;
1703         int ret = 0;
1704
1705         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1706         if (task_on_rq_queued(p)) {
1707                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1708                 update_rq_clock(rq);
1709                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1710                 ret = 1;
1711         }
1712         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1713
1714         return ret;
1715 }
1716
1717 #ifdef CONFIG_SMP
1718 void sched_ttwu_pending(void)
1719 {
1720         struct rq *rq = this_rq();
1721         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1722         struct task_struct *p;
1723         unsigned long flags;
1724         struct rq_flags rf;
1725
1726         if (!llist)
1727                 return;
1728
1729         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1730         rq_pin_lock(rq, &rf);
1731
1732         while (llist) {
1733                 int wake_flags = 0;
1734
1735                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1736                 llist = llist_next(llist);
1737
1738                 if (p->sched_remote_wakeup)
1739                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1740
1741                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1742         }
1743
1744         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1745         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1746 }
1747
1748 void scheduler_ipi(void)
1749 {
1750         /*
1751          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1752          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1753          * this IPI.
1754          */
1755         preempt_fold_need_resched();
1756
1757         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1758                 return;
1759
1760         /*
1761          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1762          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1763          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1764          * we do call them.
1765          *
1766          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1767          * properly.
1768          *
1769          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1770          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1771          * somewhat pessimize the simple resched case.
1772          */
1773         irq_enter();
1774         sched_ttwu_pending();
1775
1776         /*
1777          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1778          */
1779         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1780                 this_rq()->idle_balance = 1;
1781                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1782         }
1783         irq_exit();
1784 }
1785
1786 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1787 {
1788         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1789
1790         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1791
1792         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1793                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1794                         smp_send_reschedule(cpu);
1795                 else
1796                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1797         }
1798 }
1799
1800 void wake_up_if_idle(int cpu)
1801 {
1802         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1803         unsigned long flags;
1804
1805         rcu_read_lock();
1806
1807         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1808                 goto out;
1809
1810         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1811                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1812         } else {
1813                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1814                 if (is_idle_task(rq->curr))
1815                         smp_send_reschedule(cpu);
1816                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1817                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1818         }
1819
1820 out:
1821         rcu_read_unlock();
1822 }
1823
1824 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1825 {
1826         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1827 }
1828 #endif /* CONFIG_SMP */
1829
1830 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1831 {
1832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1833         struct rq_flags rf;
1834
1835 #if defined(CONFIG_SMP)
1836         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1837                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1838                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1839                 return;
1840         }
1841 #endif
1842
1843         raw_spin_lock(&rq->lock);
1844         rq_pin_lock(rq, &rf);
1845         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1846         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1847         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1852  *
1853  *  MIGRATION
1854  *
1855  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1856  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1857  * execution on its new CPU [c1].
1858  *
1859  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1860  *
1861  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1862  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1863  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1864  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1865  *
1866  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1867  * Note: we only require RCpc transitivity.
1868  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1869  *
1870  * Example:
1871  *
1872  *   CPU0            CPU1            CPU2
1873  *
1874  *   LOCK rq(0)->lock
1875  *   sched-out X
1876  *   sched-in Y
1877  *   UNLOCK rq(0)->lock
1878  *
1879  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1880  *                                   dequeue X
1881  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1882  *
1883  *                                   LOCK rq(1)->lock
1884  *                                   enqueue X
1885  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1886  *
1887  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1888  *                   sched-out Z
1889  *                   sched-in X
1890  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1891  *
1892  *
1893  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1894  *
1895  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1896  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1897  * chain to provide order. Instead we do:
1898  *
1899  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1900  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1901  *
1902  * Example:
1903  *
1904  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1905  *
1906  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1907  *   dequeue X
1908  *   sched-out X
1909  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1910  *
1911  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1912  *                    X->state = WAKING
1913  *                    set_task_cpu(X,2)
1914  *
1915  *                    LOCK rq(2)->lock
1916  *                    enqueue X
1917  *                    X->state = RUNNING
1918  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1919  *
1920  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1921  *                                          sched-out Z
1922  *                                          sched-in X
1923  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1924  *
1925  *                    UNLOCK X->pi_lock
1926  *   UNLOCK rq(0)->lock
1927  *
1928  *
1929  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1930  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1931  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1932  * its wakeup.
1933  *
1934  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1935  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1936  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1937  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1938  *
1939  */
1940
1941 /**
1942  * try_to_wake_up - wake up a thread
1943  * @p: the thread to be awakened
1944  * @state: the mask of task states that can be woken
1945  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1946  *
1947  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1948  *
1949  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1950  *
1951  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1952  * set_current_state().
1953  *
1954  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1955  *         %false otherwise.
1956  */
1957 static int
1958 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1959 {
1960         unsigned long flags;
1961         int cpu, success = 0;
1962
1963         /*
1964          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1965          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1966          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1967          * set_current_state() the waiting thread does.
1968          */
1969         smp_mb__before_spinlock();
1970         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1971         if (!(p->state & state))
1972                 goto out;
1973
1974         trace_sched_waking(p);
1975
1976         /* We're going to change ->state: */
1977         success = 1;
1978         cpu = task_cpu(p);
1979
1980         /*
1981          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1982          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1983          * in smp_cond_load_acquire() below.
1984          *
1985          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1986          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1987          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1988          *                              \
1989          *                               +---   RMB
1990          * schedule()                   /
1991          *       LOCK rq->lock    -----'
1992          *       UNLOCK rq->lock
1993          *
1994          * [task p]
1995          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
1996          *
1997          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
1998          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
1999          * current.
2000          */
2001         smp_rmb();
2002         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2003                 goto stat;
2004
2005 #ifdef CONFIG_SMP
2006         /*
2007          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2008          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2009          *
2010          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2011          * from the runqueue.
2012          *
2013          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2014          *      UNLOCK rq->lock
2015          *                      RMB
2016          *      LOCK   rq->lock
2017          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2018          *
2019          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2020          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2021          * task, the second putting it to sleep.
2022          */
2023         smp_rmb();
2024
2025         /*
2026          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2027          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2028          *
2029          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2030          *
2031          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2032          * their previous state and preserve Program Order.
2033          */
2034         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2035
2036         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2037         p->state = TASK_WAKING;
2038
2039         if (p->in_iowait) {
2040                 delayacct_blkio_end();
2041                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2042         }
2043
2044         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2045         if (task_cpu(p) != cpu) {
2046                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2047                 set_task_cpu(p, cpu);
2048         }
2049
2050 #else /* CONFIG_SMP */
2051
2052         if (p->in_iowait) {
2053                 delayacct_blkio_end();
2054                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2055         }
2056
2057 #endif /* CONFIG_SMP */
2058
2059         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2060 stat:
2061         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2062 out:
2063         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2064
2065         return success;
2066 }
2067
2068 /**
2069  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2070  * @p: the thread to be awakened
2071  * @cookie: context's cookie for pinning
2072  *
2073  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2074  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2075  * the current task.
2076  */
2077 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2078 {
2079         struct rq *rq = task_rq(p);
2080
2081         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2082             WARN_ON_ONCE(p == current))
2083                 return;
2084
2085         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2086
2087         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2088                 /*
2089                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2090                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2091                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2092                  * not yet picked a replacement task.
2093                  */
2094                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2095                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2096                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2097                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2098                 rq_repin_lock(rq, rf);
2099         }
2100
2101         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2102                 goto out;
2103
2104         trace_sched_waking(p);
2105
2106         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2107                 if (p->in_iowait) {
2108                         delayacct_blkio_end();
2109                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2110                 }
2111                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2112         }
2113
2114         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2115         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2116 out:
2117         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2118 }
2119
2120 /**
2121  * wake_up_process - Wake up a specific process
2122  * @p: The process to be woken up.
2123  *
2124  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2125  * processes.
2126  *
2127  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2128  *
2129  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2130  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2131  */
2132 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2133 {
2134         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2135 }
2136 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2137
2138 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2139 {
2140         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2145  */
2146 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2147 {
2148         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2149
2150         dl_se->dl_runtime = 0;
2151         dl_se->dl_deadline = 0;
2152         dl_se->dl_period = 0;
2153         dl_se->flags = 0;
2154         dl_se->dl_bw = 0;
2155
2156         dl_se->dl_throttled = 0;
2157         dl_se->dl_yielded = 0;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2162  * p is forked by current.
2163  *
2164  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2165  */
2166 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2167 {
2168         p->on_rq                        = 0;
2169
2170         p->se.on_rq                     = 0;
2171         p->se.exec_start                = 0;
2172         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2173         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2174         p->se.nr_migrations             = 0;
2175         p->se.vruntime                  = 0;
2176         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2177
2178 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2179         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2180 #endif
2181
2182 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2183         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2184         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2185 #endif
2186
2187         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2188         init_dl_task_timer(&p->dl);
2189         __dl_clear_params(p);
2190
2191         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2192         p->rt.timeout           = 0;
2193         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2194         p->rt.on_rq             = 0;
2195         p->rt.on_list           = 0;
2196
2197 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2198         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2199 #endif
2200
2201 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2202         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2203                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2204                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2205         }
2206
2207         if (clone_flags & CLONE_VM)
2208                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2209         else
2210                 p->numa_preferred_nid = -1;
2211
2212         p->node_stamp = 0ULL;
2213         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2214         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2215         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2216         p->numa_faults = NULL;
2217         p->last_task_numa_placement = 0;
2218         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2219
2220         p->numa_group = NULL;
2221 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2222 }
2223
2224 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2225
2226 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2227
2228 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2229 {
2230         if (enabled)
2231                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2232         else
2233                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2234 }
2235
2236 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2237 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2238                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2239 {
2240         struct ctl_table t;
2241         int err;
2242         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2243
2244         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2245                 return -EPERM;
2246
2247         t = *table;
2248         t.data = &state;
2249         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2250         if (err < 0)
2251                 return err;
2252         if (write)
2253                 set_numabalancing_state(state);
2254         return err;
2255 }
2256 #endif
2257 #endif
2258
2259 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2260
2261 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2262 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2263
2264 static void set_schedstats(bool enabled)
2265 {
2266         if (enabled)
2267                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2268         else
2269                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2270 }
2271
2272 void force_schedstat_enabled(void)
2273 {
2274         if (!schedstat_enabled()) {
2275                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2276                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2277         }
2278 }
2279
2280 static int __init setup_schedstats(char *str)
2281 {
2282         int ret = 0;
2283         if (!str)
2284                 goto out;
2285
2286         /*
2287          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2288          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2289          * variable so init_schedstats() can do it later.
2290          */
2291         if (!strcmp(str, "enable")) {
2292                 __sched_schedstats = true;
2293                 ret = 1;
2294         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2295                 __sched_schedstats = false;
2296                 ret = 1;
2297         }
2298 out:
2299         if (!ret)
2300                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2301
2302         return ret;
2303 }
2304 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2305
2306 static void __init init_schedstats(void)
2307 {
2308         set_schedstats(__sched_schedstats);
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2312 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2313                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2314 {
2315         struct ctl_table t;
2316         int err;
2317         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2318
2319         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2320                 return -EPERM;
2321
2322         t = *table;
2323         t.data = &state;
2324         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2325         if (err < 0)
2326                 return err;
2327         if (write)
2328                 set_schedstats(state);
2329         return err;
2330 }
2331 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2332 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2333 static inline void init_schedstats(void) {}
2334 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2335
2336 /*
2337  * fork()/clone()-time setup:
2338  */
2339 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2340 {
2341         unsigned long flags;
2342         int cpu = get_cpu();
2343
2344         __sched_fork(clone_flags, p);
2345         /*
2346          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2347          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2348          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2349          */
2350         p->state = TASK_NEW;
2351
2352         /*
2353          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2354          */
2355         p->prio = current->normal_prio;
2356
2357         /*
2358          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2359          */
2360         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2361                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2362                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2363                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2364                         p->rt_priority = 0;
2365                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2366                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2367
2368                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2369                 set_load_weight(p);
2370
2371                 /*
2372                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2373                  * fulfilled its duty:
2374                  */
2375                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2376         }
2377
2378         if (dl_prio(p->prio)) {
2379                 put_cpu();
2380                 return -EAGAIN;
2381         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2382                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2383         } else {
2384                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2385         }
2386
2387         init_entity_runnable_average(&p->se);
2388
2389         /*
2390          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2391          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2392          * is ran before sched_fork().
2393          *
2394          * Silence PROVE_RCU.
2395          */
2396         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2397         /*
2398          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2399          * so use __set_task_cpu().
2400          */
2401         __set_task_cpu(p, cpu);
2402         if (p->sched_class->task_fork)
2403                 p->sched_class->task_fork(p);
2404         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2405
2406 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2407         if (likely(sched_info_on()))
2408                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2409 #endif
2410 #if defined(CONFIG_SMP)
2411         p->on_cpu = 0;
2412 #endif
2413         init_task_preempt_count(p);
2414 #ifdef CONFIG_SMP
2415         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2416         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2417 #endif
2418
2419         put_cpu();
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2424 {
2425         if (runtime == RUNTIME_INF)
2426                 return 1ULL << 20;
2427
2428         /*
2429          * Doing this here saves a lot of checks in all
2430          * the calling paths, and returning zero seems
2431          * safe for them anyway.
2432          */
2433         if (period == 0)
2434                 return 0;
2435
2436         return div64_u64(runtime << 20, period);
2437 }
2438
2439 #ifdef CONFIG_SMP
2440 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2441 {
2442         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2443                          "sched RCU must be held");
2444         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2445 }
2446
2447 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2448 {
2449         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2450         int cpus = 0;
2451
2452         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2453                          "sched RCU must be held");
2454         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2455                 cpus++;
2456
2457         return cpus;
2458 }
2459 #else
2460 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2461 {
2462         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2463 }
2464
2465 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2466 {
2467         return 1;
2468 }
2469 #endif
2470
2471 /*
2472  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2473  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2474  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2475  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2476  *
2477  * This function is called while holding p's rq->lock.
2478  *
2479  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2480  * __setparam_dl().
2481  */
2482 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2483                        const struct sched_attr *attr)
2484 {
2485
2486         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2487         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2488         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2489         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2490         int cpus, err = -1;
2491
2492         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2493         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2494                 return 0;
2495
2496         /*
2497          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2498          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2499          * allocated bandwidth of the container.
2500          */
2501         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2502         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2503         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2504             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2505                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2506                 err = 0;
2507         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2508                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2509                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2510                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2511                 err = 0;
2512         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2513                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2514                 err = 0;
2515         }
2516         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2517
2518         return err;
2519 }
2520
2521 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2522
2523 /*
2524  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2525  *
2526  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2527  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2528  * on the runqueue and wakes it.
2529  */
2530 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2531 {
2532         struct rq_flags rf;
2533         struct rq *rq;
2534
2535         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2536         p->state = TASK_RUNNING;
2537 #ifdef CONFIG_SMP
2538         /*
2539          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2540          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2541          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2542          *
2543          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2544          * as we're not fully set-up yet.
2545          */
2546         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2547 #endif
2548         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2549         update_rq_clock(rq);
2550         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2551
2552         activate_task(rq, p, 0);
2553         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2554         trace_sched_wakeup_new(p);
2555         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2556 #ifdef CONFIG_SMP
2557         if (p->sched_class->task_woken) {
2558                 /*
2559                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2560                  * drop it.
2561                  */
2562                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2563                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2564                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2565         }
2566 #endif
2567         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2568 }
2569
2570 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2571
2572 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2573
2574 void preempt_notifier_inc(void)
2575 {
2576         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2577 }
2578 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2579
2580 void preempt_notifier_dec(void)
2581 {
2582         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2585
2586 /**
2587  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2588  * @notifier: notifier struct to register
2589  */
2590 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2591 {
2592         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2593                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2594
2595         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2598
2599 /**
2600  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2601  * @notifier: notifier struct to unregister
2602  *
2603  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2604  */
2605 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2606 {
2607         hlist_del(&notifier->link);
2608 }
2609 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2610
2611 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2612 {
2613         struct preempt_notifier *notifier;
2614
2615         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2616                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2617 }
2618
2619 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2620 {
2621         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2622                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2623 }
2624
2625 static void
2626 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2627                                    struct task_struct *next)
2628 {
2629         struct preempt_notifier *notifier;
2630
2631         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2632                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2633 }
2634
2635 static __always_inline void
2636 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2637                                  struct task_struct *next)
2638 {
2639         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2640                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2641 }
2642
2643 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2644
2645 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2646 {
2647 }
2648
2649 static inline void
2650 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2651                                  struct task_struct *next)
2652 {
2653 }
2654
2655 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2656
2657 /**
2658  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2659  * @rq: the runqueue preparing to switch
2660  * @prev: the current task that is being switched out
2661  * @next: the task we are going to switch to.
2662  *
2663  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2664  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2665  * switch.
2666  *
2667  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2668  * hooks.
2669  */
2670 static inline void
2671 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2672                     struct task_struct *next)
2673 {
2674         sched_info_switch(rq, prev, next);
2675         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2676         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2677         prepare_lock_switch(rq, next);
2678         prepare_arch_switch(next);
2679 }
2680
2681 /**
2682  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2683  * @prev: the thread we just switched away from.
2684  *
2685  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2686  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2687  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2688  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2689  *
2690  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2691  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2692  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2693  * details.)
2694  *
2695  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2696  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2697  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2698  * because prev may have moved to another CPU.
2699  */
2700 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2701         __releases(rq->lock)
2702 {
2703         struct rq *rq = this_rq();
2704         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2705         long prev_state;
2706
2707         /*
2708          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2709          * because it left us after:
2710          *
2711          *      schedule()
2712          *        preempt_disable();                    // 1
2713          *        __schedule()
2714          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2715          *
2716          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2717          */
2718         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2719                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2720                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2721                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2722
2723         rq->prev_mm = NULL;
2724
2725         /*
2726          * A task struct has one reference for the use as "current".
2727          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2728          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2729          * the scheduled task must drop that reference.
2730          *
2731          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2732          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2733          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2734          * transition, resulting in a double drop.
2735          */
2736         prev_state = prev->state;
2737         vtime_task_switch(prev);
2738         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2739         finish_lock_switch(rq, prev);
2740         finish_arch_post_lock_switch();
2741
2742         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2743         if (mm)
2744                 mmdrop(mm);
2745         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2746                 if (prev->sched_class->task_dead)
2747                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2748
2749                 /*
2750                  * Remove function-return probe instances associated with this
2751                  * task and put them back on the free list.
2752                  */
2753                 kprobe_flush_task(prev);
2754
2755                 /* Task is done with its stack. */
2756                 put_task_stack(prev);
2757
2758                 put_task_struct(prev);
2759         }
2760
2761         tick_nohz_task_switch();
2762         return rq;
2763 }
2764
2765 #ifdef CONFIG_SMP
2766
2767 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2768 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2769 {
2770         struct callback_head *head, *next;
2771         void (*func)(struct rq *rq);
2772         unsigned long flags;
2773
2774         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2775         head = rq->balance_callback;
2776         rq->balance_callback = NULL;
2777         while (head) {
2778                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2779                 next = head->next;
2780                 head->next = NULL;
2781                 head = next;
2782
2783                 func(rq);
2784         }
2785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2786 }
2787
2788 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2789 {
2790         if (unlikely(rq->balance_callback))
2791                 __balance_callback(rq);
2792 }
2793
2794 #else
2795
2796 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2797 {
2798 }
2799
2800 #endif
2801
2802 /**
2803  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2804  * @prev: the thread we just switched away from.
2805  */
2806 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2807         __releases(rq->lock)
2808 {
2809         struct rq *rq;
2810
2811         /*
2812          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2813          * finish_task_switch() for details.
2814          *
2815          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2816          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2817          * PREEMPT_COUNT kernels).
2818          */
2819
2820         rq = finish_task_switch(prev);
2821         balance_callback(rq);
2822         preempt_enable();
2823
2824         if (current->set_child_tid)
2825                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2830  */
2831 static __always_inline struct rq *
2832 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2833                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2834 {
2835         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2836
2837         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2838
2839         mm = next->mm;
2840         oldmm = prev->active_mm;
2841         /*
2842          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2843          * combine the page table reload and the switch backend into
2844          * one hypercall.
2845          */
2846         arch_start_context_switch(prev);
2847
2848         if (!mm) {
2849                 next->active_mm = oldmm;
2850                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2851                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2852         } else
2853                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2854
2855         if (!prev->mm) {
2856                 prev->active_mm = NULL;
2857                 rq->prev_mm = oldmm;
2858         }
2859
2860         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2861
2862         /*
2863          * Since the runqueue lock will be released by the next
2864          * task (which is an invalid locking op but in the case
2865          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2866          * do an early lockdep release here:
2867          */
2868         rq_unpin_lock(rq, rf);
2869         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2870
2871         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2872         switch_to(prev, next, prev);
2873         barrier();
2874
2875         return finish_task_switch(prev);
2876 }
2877
2878 /*
2879  * nr_running and nr_context_switches:
2880  *
2881  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2882  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2883  */
2884 unsigned long nr_running(void)
2885 {
2886         unsigned long i, sum = 0;
2887
2888         for_each_online_cpu(i)
2889                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2890
2891         return sum;
2892 }
2893
2894 /*
2895  * Check if only the current task is running on the CPU.
2896  *
2897  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2898  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2899  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2900  *
2901  * - from a non-preemptable section (of course)
2902  *
2903  * - from a thread that is bound to a single CPU
2904  *
2905  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2906  */
2907 bool single_task_running(void)
2908 {
2909         return raw_rq()->nr_running == 1;
2910 }
2911 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2912
2913 unsigned long long nr_context_switches(void)
2914 {
2915         int i;
2916         unsigned long long sum = 0;
2917
2918         for_each_possible_cpu(i)
2919                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2920
2921         return sum;
2922 }
2923
2924 /*
2925  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2926  *
2927  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2928  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2929  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2930  *
2931  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2932  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2933  * running and we'd not be idle.
2934  *
2935  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2936  * is broken.
2937  *
2938  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2939  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2940  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2941  * utilising both CPUs.
2942  *
2943  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2944  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2945  *
2946  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2947  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2948  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2949  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2950  *
2951  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2952  */
2953
2954 unsigned long nr_iowait(void)
2955 {
2956         unsigned long i, sum = 0;
2957
2958         for_each_possible_cpu(i)
2959                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2960
2961         return sum;
2962 }
2963
2964 /*
2965  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2966  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2967  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2968  * runnable.
2969  */
2970
2971 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2972 {
2973         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2974         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2975 }
2976
2977 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2978 {
2979         struct rq *rq = this_rq();
2980         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2981         *load = rq->load.weight;
2982 }
2983
2984 #ifdef CONFIG_SMP
2985
2986 /*
2987  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2988  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2989  */
2990 void sched_exec(void)
2991 {
2992         struct task_struct *p = current;
2993         unsigned long flags;
2994         int dest_cpu;
2995
2996         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2997         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2998         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2999                 goto unlock;
3000
3001         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3002                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3003
3004                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3005                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3006                 return;
3007         }
3008 unlock:
3009         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3010 }
3011
3012 #endif
3013
3014 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3015 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3016
3017 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3018 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3019
3020 /*
3021  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3022  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3023  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3024  * Prefetching this data results in improved performance.
3025  */
3026 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3027 {
3028 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3029         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3030 #else
3031         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3032 #endif
3033         prefetch(curr);
3034         prefetch(&curr->exec_start);
3035 }
3036
3037 /*
3038  * Return accounted runtime for the task.
3039  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3040  * pending runtime that have not been accounted yet.
3041  */
3042 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3043 {
3044         struct rq_flags rf;
3045         struct rq *rq;
3046         u64 ns;
3047
3048 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3049         /*
3050          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3051          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3052          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3053          *
3054          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3055          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3056          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3057          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3058          * been accounted, so we're correct here as well.
3059          */
3060         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3061                 return p->se.sum_exec_runtime;
3062 #endif
3063
3064         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3065         /*
3066          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3067          * project cycles that may never be accounted to this
3068          * thread, breaking clock_gettime().
3069          */
3070         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3071                 prefetch_curr_exec_start(p);
3072                 update_rq_clock(rq);
3073                 p->sched_class->update_curr(rq);
3074         }
3075         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3076         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3077
3078         return ns;
3079 }
3080
3081 /*
3082  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3083  * We call it with interrupts disabled.
3084  */
3085 void scheduler_tick(void)
3086 {
3087         int cpu = smp_processor_id();
3088         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3089         struct task_struct *curr = rq->curr;
3090
3091         sched_clock_tick();
3092
3093         raw_spin_lock(&rq->lock);
3094         update_rq_clock(rq);
3095         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3096         cpu_load_update_active(rq);
3097         calc_global_load_tick(rq);
3098         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3099
3100         perf_event_task_tick();
3101
3102 #ifdef CONFIG_SMP
3103         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3104         trigger_load_balance(rq);
3105 #endif
3106         rq_last_tick_reset(rq);
3107 }
3108
3109 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3110 /**
3111  * scheduler_tick_max_deferment
3112  *
3113  * Keep at least one tick per second when a single
3114  * active task is running because the scheduler doesn't
3115  * yet completely support full dynticks environment.
3116  *
3117  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3118  * balancing, etc... continue to move forward, even
3119  * with a very low granularity.
3120  *
3121  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3122  */
3123 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3124 {
3125         struct rq *rq = this_rq();
3126         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3127
3128         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3129
3130         if (time_before_eq(next, now))
3131                 return 0;
3132
3133         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3134 }
3135 #endif
3136
3137 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3138                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3139 /*
3140  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3141  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3142  */
3143 static inline void preempt_latency_start(int val)
3144 {
3145         if (preempt_count() == val) {
3146                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3147 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3148                 current->preempt_disable_ip = ip;
3149 #endif
3150                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3151         }
3152 }
3153
3154 void preempt_count_add(int val)
3155 {
3156 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3157         /*
3158          * Underflow?
3159          */
3160         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3161                 return;
3162 #endif
3163         __preempt_count_add(val);
3164 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3165         /*
3166          * Spinlock count overflowing soon?
3167          */
3168         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3169                                 PREEMPT_MASK - 10);
3170 #endif
3171         preempt_latency_start(val);
3172 }
3173 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3174 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3175
3176 /*
3177  * If the value passed in equals to the current preempt count
3178  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3179  */
3180 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3181 {
3182         if (preempt_count() == val)
3183                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3184 }
3185
3186 void preempt_count_sub(int val)
3187 {
3188 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3189         /*
3190          * Underflow?
3191          */
3192         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3193                 return;
3194         /*
3195          * Is the spinlock portion underflowing?
3196          */
3197         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3198                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3199                 return;
3200 #endif
3201
3202         preempt_latency_stop(val);
3203         __preempt_count_sub(val);
3204 }
3205 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3206 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3207
3208 #else
3209 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3210 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3211 #endif
3212
3213 /*
3214  * Print scheduling while atomic bug:
3215  */
3216 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3217 {
3218         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3219         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3220
3221         if (oops_in_progress)
3222                 return;
3223
3224         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3225                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3226
3227         debug_show_held_locks(prev);
3228         print_modules();
3229         if (irqs_disabled())
3230                 print_irqtrace_events(prev);
3231         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3232             && in_atomic_preempt_off()) {
3233                 pr_err("Preemption disabled at:");
3234                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3235                 pr_cont("\n");
3236         }
3237         if (panic_on_warn)
3238                 panic("scheduling while atomic\n");
3239
3240         dump_stack();
3241         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3246  */
3247 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3248 {
3249 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3250         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3251                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3252 #endif
3253
3254         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3255                 __schedule_bug(prev);
3256                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3257         }
3258         rcu_sleep_check();
3259
3260         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3261
3262         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3263 }
3264
3265 /*
3266  * Pick up the highest-prio task:
3267  */
3268 static inline struct task_struct *
3269 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3270 {
3271         const struct sched_class *class;
3272         struct task_struct *p;
3273
3274         /*
3275          * Optimization: we know that if all tasks are in
3276          * the fair class we can call that function directly:
3277          */
3278         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3279                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3280                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3281                         goto again;
3282
3283                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3284                 if (unlikely(!p))
3285                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3286
3287                 return p;
3288         }
3289
3290 again:
3291         for_each_class(class) {
3292                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3293                 if (p) {
3294                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3295                                 goto again;
3296                         return p;
3297                 }
3298         }
3299
3300         /* The idle class should always have a runnable task: */
3301         BUG();
3302 }
3303
3304 /*
3305  * __schedule() is the main scheduler function.
3306  *
3307  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3308  *
3309  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3310  *
3311  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3312  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3313  *
3314  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3315  *      interrupt handler scheduler_tick().
3316  *
3317  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3318  *      task to the run-queue and that's it.
3319  *
3320  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3321  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3322  *      called on the nearest possible occasion:
3323  *
3324  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3325  *
3326  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3327  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3328  *           spin_unlock()!)
3329  *
3330  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3331  *           preemptible context
3332  *
3333  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3334  *         then at the next:
3335  *
3336  *          - cond_resched() call
3337  *          - explicit schedule() call
3338  *          - return from syscall or exception to user-space
3339  *          - return from interrupt-handler to user-space
3340  *
3341  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3342  */
3343 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3344 {
3345         struct task_struct *prev, *next;
3346         unsigned long *switch_count;
3347         struct rq_flags rf;
3348         struct rq *rq;
3349         int cpu;
3350
3351         cpu = smp_processor_id();
3352         rq = cpu_rq(cpu);
3353         prev = rq->curr;
3354
3355         schedule_debug(prev);
3356
3357         if (sched_feat(HRTICK))
3358                 hrtick_clear(rq);
3359
3360         local_irq_disable();
3361         rcu_note_context_switch();
3362
3363         /*
3364          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3365          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3366          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3367          */
3368         smp_mb__before_spinlock();
3369         raw_spin_lock(&rq->lock);
3370         rq_pin_lock(rq, &rf);
3371
3372         /* Promote REQ to ACT */
3373         rq->clock_update_flags <<= 1;
3374
3375         switch_count = &prev->nivcsw;
3376         if (!preempt && prev->state) {
3377                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3378                         prev->state = TASK_RUNNING;
3379                 } else {
3380                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3381                         prev->on_rq = 0;
3382
3383                         if (prev->in_iowait) {
3384                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3385                                 delayacct_blkio_start();
3386                         }
3387
3388                         /*
3389                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3390                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3391                          * concurrency.
3392                          */
3393                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3394                                 struct task_struct *to_wakeup;
3395
3396                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3397                                 if (to_wakeup)
3398                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3399                         }
3400                 }
3401                 switch_count = &prev->nvcsw;
3402         }
3403
3404         if (task_on_rq_queued(prev))
3405                 update_rq_clock(rq);
3406
3407         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3408         clear_tsk_need_resched(prev);
3409         clear_preempt_need_resched();
3410
3411         if (likely(prev != next)) {
3412                 rq->nr_switches++;
3413                 rq->curr = next;
3414                 ++*switch_count;
3415
3416                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3417
3418                 /* Also unlocks the rq: */
3419                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3420         } else {
3421                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3422                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3423                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3424         }
3425
3426         balance_callback(rq);
3427 }
3428
3429 void __noreturn do_task_dead(void)
3430 {
3431         /*
3432          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3433          * when the following two conditions become true.
3434          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3435          *     exit_mm()), and
3436          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3437          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3438          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3439          *
3440          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3441          * is held by try_to_wake_up()
3442          */
3443         smp_mb();
3444         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3445
3446         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3447         __set_current_state(TASK_DEAD);
3448
3449         /* Tell freezer to ignore us: */
3450         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3451
3452         __schedule(false);
3453         BUG();
3454
3455         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3456         for (;;)
3457                 cpu_relax();
3458 }
3459
3460 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3461 {
3462         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3463                 return;
3464         /*
3465          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3466          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3467          */
3468         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3469                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3470 }
3471
3472 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3473 {
3474         struct task_struct *tsk = current;
3475
3476         sched_submit_work(tsk);
3477         do {
3478                 preempt_disable();
3479                 __schedule(false);
3480                 sched_preempt_enable_no_resched();
3481         } while (need_resched());
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3484
3485 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3486 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3487 {
3488         /*
3489          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3490          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3491          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3492          * we find a better solution.
3493          *
3494          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3495          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3496          * too frequently to make sense yet.
3497          */
3498         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3499         schedule();
3500         exception_exit(prev_state);
3501 }
3502 #endif
3503
3504 /**
3505  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3506  *
3507  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3508  */
3509 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3510 {
3511         sched_preempt_enable_no_resched();
3512         schedule();
3513         preempt_disable();
3514 }
3515
3516 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3517 {
3518         do {
3519                 /*
3520                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3521                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3522                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3523                  * by the function tracer will call this function again and
3524                  * cause infinite recursion.
3525                  *
3526                  * Preemption must be disabled here before the function
3527                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3528                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3529                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3530                  * which can also be traced by the function tracer.
3531                  */
3532                 preempt_disable_notrace();
3533                 preempt_latency_start(1);
3534                 __schedule(true);
3535                 preempt_latency_stop(1);
3536                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3537
3538                 /*
3539                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3540                  * between schedule and now.
3541                  */
3542         } while (need_resched());
3543 }
3544
3545 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3546 /*
3547  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3548  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3549  * occur there and call schedule directly.
3550  */
3551 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3552 {
3553         /*
3554          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3555          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3556          */
3557         if (likely(!preemptible()))
3558                 return;
3559
3560         preempt_schedule_common();
3561 }
3562 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3563 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3564
3565 /**
3566  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3567  *
3568  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3569  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3570  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3571  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3572  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3573  * to be called when the system is still in usermode.
3574  *
3575  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3576  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3577  * calling the scheduler.
3578  */
3579 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3580 {
3581         enum ctx_state prev_ctx;
3582
3583         if (likely(!preemptible()))
3584                 return;
3585
3586         do {
3587                 /*
3588                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3589                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3590                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3591                  * by the function tracer will call this function again and
3592                  * cause infinite recursion.
3593                  *
3594                  * Preemption must be disabled here before the function
3595                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3596                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3597                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3598                  * which can also be traced by the function tracer.
3599                  */
3600                 preempt_disable_notrace();
3601                 preempt_latency_start(1);
3602                 /*
3603                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3604                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3605                  * an infinite recursion.
3606                  */
3607                 prev_ctx = exception_enter();
3608                 __schedule(true);
3609                 exception_exit(prev_ctx);
3610
3611                 preempt_latency_stop(1);
3612                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3613         } while (need_resched());
3614 }
3615 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3616
3617 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3618
3619 /*
3620  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3621  * off of irq context.
3622  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3623  * protect us against recursive calling from irq.
3624  */
3625 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3626 {
3627         enum ctx_state prev_state;
3628
3629         /* Catch callers which need to be fixed */
3630         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3631
3632         prev_state = exception_enter();
3633
3634         do {
3635                 preempt_disable();
3636                 local_irq_enable();
3637                 __schedule(true);
3638                 local_irq_disable();
3639                 sched_preempt_enable_no_resched();
3640         } while (need_resched());
3641
3642         exception_exit(prev_state);
3643 }
3644
3645 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3646                           void *key)
3647 {
3648         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3649 }
3650 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3651
3652 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3653
3654 /*
3655  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3656  * @p: task
3657  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3658  *
3659  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3660  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3661  *
3662  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3663  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3664  */
3665 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3666 {
3667         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3668         const struct sched_class *prev_class;
3669         struct rq_flags rf;
3670         struct rq *rq;
3671
3672         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3673
3674         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3675         update_rq_clock(rq);
3676
3677         /*
3678          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3679          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3680          *
3681          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3682          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3683          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3684          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3685          * with interrupts disabled and will complete the lock
3686          * protected section without being interrupted. So there is no
3687          * real need to boost.
3688          */
3689         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3690                 WARN_ON(p != rq->curr);
3691                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3692                 goto out_unlock;
3693         }
3694
3695         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3696         oldprio = p->prio;
3697
3698         if (oldprio == prio)
3699                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3700
3701         prev_class = p->sched_class;
3702         queued = task_on_rq_queued(p);
3703         running = task_current(rq, p);
3704         if (queued)
3705                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3706         if (running)
3707                 put_prev_task(rq, p);
3708
3709         /*
3710          * Boosting condition are:
3711          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3712          *      --> -dl task blocks on mutex A
3713          *
3714          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3715          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3716          *          running task
3717          */
3718         if (dl_prio(prio)) {
3719                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3720                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3721                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3722                         p->dl.dl_boosted = 1;
3723                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3724                 } else
3725                         p->dl.dl_boosted = 0;
3726                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3727         } else if (rt_prio(prio)) {
3728                 if (dl_prio(oldprio))
3729                         p->dl.dl_boosted = 0;
3730                 if (oldprio < prio)
3731                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3732                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3733         } else {
3734                 if (dl_prio(oldprio))
3735                         p->dl.dl_boosted = 0;
3736                 if (rt_prio(oldprio))
3737                         p->rt.timeout = 0;
3738                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3739         }
3740
3741         p->prio = prio;
3742
3743         if (queued)
3744                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3745         if (running)
3746                 set_curr_task(rq, p);
3747
3748         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3749 out_unlock:
3750         /* Avoid rq from going away on us: */
3751         preempt_disable();
3752         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3753
3754         balance_callback(rq);
3755         preempt_enable();
3756 }
3757 #endif
3758
3759 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3760 {
3761         bool queued, running;
3762         int old_prio, delta;
3763         struct rq_flags rf;
3764         struct rq *rq;
3765
3766         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3767                 return;
3768         /*
3769          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3770          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3771          */
3772         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3773         update_rq_clock(rq);
3774
3775         /*
3776          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3777          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3778          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3779          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3780          */
3781         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3782                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3783                 goto out_unlock;
3784         }
3785         queued = task_on_rq_queued(p);
3786         running = task_current(rq, p);
3787         if (queued)
3788                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3789         if (running)
3790                 put_prev_task(rq, p);
3791
3792         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3793         set_load_weight(p);
3794         old_prio = p->prio;
3795         p->prio = effective_prio(p);
3796         delta = p->prio - old_prio;
3797
3798         if (queued) {
3799                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3800                 /*
3801                  * If the task increased its priority or is running and
3802                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3803                  */
3804                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3805                         resched_curr(rq);
3806         }
3807         if (running)
3808                 set_curr_task(rq, p);
3809 out_unlock:
3810         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3813
3814 /*
3815  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3816  * @p: task
3817  * @nice: nice value
3818  */
3819 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3820 {
3821         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3822         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3823
3824         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3825                 capable(CAP_SYS_NICE));
3826 }
3827
3828 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3829
3830 /*
3831  * sys_nice - change the priority of the current process.
3832  * @increment: priority increment
3833  *
3834  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3835  * does similar things.
3836  */
3837 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3838 {
3839         long nice, retval;
3840
3841         /*
3842          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3843          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3844          * and we have a single winner.
3845          */
3846         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3847         nice = task_nice(current) + increment;
3848
3849         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3850         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3851                 return -EPERM;
3852
3853         retval = security_task_setnice(current, nice);
3854         if (retval)
3855                 return retval;
3856
3857         set_user_nice(current, nice);
3858         return 0;
3859 }
3860
3861 #endif
3862
3863 /**
3864  * task_prio - return the priority value of a given task.
3865  * @p: the task in question.
3866  *
3867  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3868  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3869  * around 0, value goes from -16 to +15.
3870  */
3871 int task_prio(const struct task_struct *p)
3872 {
3873         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3874 }
3875
3876 /**
3877  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3878  * @cpu: the processor in question.
3879  *
3880  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3881  */
3882 int idle_cpu(int cpu)
3883 {
3884         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3885
3886         if (rq->curr != rq->idle)
3887                 return 0;
3888
3889         if (rq->nr_running)
3890                 return 0;
3891
3892 #ifdef CONFIG_SMP
3893         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3894                 return 0;
3895 #endif
3896
3897         return 1;
3898 }
3899
3900 /**
3901  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3902  * @cpu: the processor in question.
3903  *
3904  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3905  */
3906 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3907 {
3908         return cpu_rq(cpu)->idle;
3909 }
3910
3911 /**
3912  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3913  * @pid: the pid in question.
3914  *
3915  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3916  */
3917 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3918 {
3919         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3920 }
3921
3922 /*
3923  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3924  * SCHED_DEADLINE task.
3925  *
3926  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3927  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3928  * for the first time with its new policy.
3929  */
3930 static void
3931 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3932 {
3933         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3934
3935         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3936         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3937         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3938         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3939         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3940
3941         /*
3942          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3943          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3944          *
3945          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3946          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3947          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3948          * amount.
3949          *
3950          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3951          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3952          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3953          * before the current scheduling deadline.
3954          *
3955          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3956          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3957          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3958          * consume more than promised.
3959          */
3960 }
3961
3962 /*
3963  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3964  * it calls know not to change it.
3965  */
3966 #define SETPARAM_POLICY -1
3967
3968 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3969                 const struct sched_attr *attr)
3970 {
3971         int policy = attr->sched_policy;
3972
3973         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3974                 policy = p->policy;
3975
3976         p->policy = policy;
3977
3978         if (dl_policy(policy))
3979                 __setparam_dl(p, attr);
3980         else if (fair_policy(policy))
3981                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3982
3983         /*
3984          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3985          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3986          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3987          */
3988         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3989         p->normal_prio = normal_prio(p);
3990         set_load_weight(p);
3991 }
3992
3993 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3994 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3995                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3996 {
3997         __setscheduler_params(p, attr);
3998
3999         /*
4000          * Keep a potential priority boosting if called from
4001          * sched_setscheduler().
4002          */
4003         if (keep_boost)
4004                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
4005         else
4006                 p->prio = normal_prio(p);
4007
4008         if (dl_prio(p->prio))
4009                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4010         else if (rt_prio(p->prio))
4011                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4012         else
4013                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4014 }
4015
4016 static void
4017 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4018 {
4019         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4020
4021         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4022         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4023         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4024         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4025         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4026 }
4027
4028 /*
4029  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4030  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4031  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4032  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4033  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4034  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4035  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4036  * sched_period, as the latter can be zero).
4037  */
4038 static bool
4039 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4040 {
4041         /* deadline != 0 */
4042         if (attr->sched_deadline == 0)
4043                 return false;
4044
4045         /*
4046          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4047          * that big.
4048          */
4049         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4050                 return false;
4051
4052         /*
4053          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4054          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4055          */
4056         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4057             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4058                 return false;
4059
4060         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4061         if ((attr->sched_period != 0 &&
4062              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4063             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4064                 return false;
4065
4066         return true;
4067 }
4068
4069 /*
4070  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4071  */
4072 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4073 {
4074         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4075         bool match;
4076
4077         rcu_read_lock();
4078         pcred = __task_cred(p);
4079         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4080                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4081         rcu_read_unlock();
4082         return match;
4083 }
4084
4085 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4086 {
4087         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4088
4089         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4090                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4091                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4092                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4093                 return true;
4094
4095         return false;
4096 }
4097
4098 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4099                                 const struct sched_attr *attr,
4100                                 bool user, bool pi)
4101 {
4102         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4103                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4104         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4105         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4106         const struct sched_class *prev_class;
4107         struct rq_flags rf;
4108         int reset_on_fork;
4109         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4110         struct rq *rq;
4111
4112         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4113         BUG_ON(in_interrupt());
4114 recheck:
4115         /* Double check policy once rq lock held: */
4116         if (policy < 0) {
4117                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4118                 policy = oldpolicy = p->policy;
4119         } else {
4120                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4121
4122                 if (!valid_policy(policy))
4123                         return -EINVAL;
4124         }
4125
4126         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4127                 return -EINVAL;
4128
4129         /*
4130          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4131          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4132          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4133          */
4134         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4135             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4136                 return -EINVAL;
4137         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4138             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4139                 return -EINVAL;
4140
4141         /*
4142          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4143          */
4144         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4145                 if (fair_policy(policy)) {
4146                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4147                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4148                                 return -EPERM;
4149                 }
4150
4151                 if (rt_policy(policy)) {
4152                         unsigned long rlim_rtprio =
4153                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4154
4155                         /* Can't set/change the rt policy: */
4156                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4157                                 return -EPERM;
4158
4159                         /* Can't increase priority: */
4160                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4161                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4162                                 return -EPERM;
4163                 }
4164
4165                  /*
4166                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4167                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4168                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4169                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4170                   */
4171                 if (dl_policy(policy))
4172                         return -EPERM;
4173
4174                 /*
4175                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4176                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4177                  */
4178                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4179                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4180                                 return -EPERM;
4181                 }
4182
4183                 /* Can't change other user's priorities: */
4184                 if (!check_same_owner(p))
4185                         return -EPERM;
4186
4187                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4188                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4189                         return -EPERM;
4190         }
4191
4192         if (user) {
4193                 retval = security_task_setscheduler(p);
4194                 if (retval)
4195                         return retval;
4196         }
4197
4198         /*
4199          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4200          * changing the priority of the task:
4201          *
4202          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4203          * runqueue lock must be held.
4204          */
4205         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4206         update_rq_clock(rq);
4207
4208         /*
4209          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4210          */
4211         if (p == rq->stop) {
4212                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4213                 return -EINVAL;
4214         }
4215
4216         /*
4217          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4218          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4219          */
4220         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4221                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4222                         goto change;
4223                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4224                         goto change;
4225                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4226                         goto change;
4227
4228                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4229                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4230                 return 0;
4231         }
4232 change:
4233
4234         if (user) {
4235 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4236                 /*
4237                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4238                  * assigned.
4239                  */
4240                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4241                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4242                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4243                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4244                         return -EPERM;
4245                 }
4246 #endif
4247 #ifdef CONFIG_SMP
4248                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4249                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4250
4251                         /*
4252                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4253                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4254                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4255                          */
4256                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4257                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4258                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4259                                 return -EPERM;
4260                         }
4261                 }
4262 #endif
4263         }
4264
4265         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4266         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4267                 policy = oldpolicy = -1;
4268                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4269                 goto recheck;
4270         }
4271
4272         /*
4273          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4274          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4275          * is available.
4276          */
4277         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4278                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4279                 return -EBUSY;
4280         }
4281
4282         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4283         oldprio = p->prio;
4284
4285         if (pi) {
4286                 /*
4287                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4288                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4289                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4290                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4291                  * itself.
4292                  */
4293                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4294                 if (new_effective_prio == oldprio)
4295                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4296         }
4297
4298         queued = task_on_rq_queued(p);
4299         running = task_current(rq, p);
4300         if (queued)
4301                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4302         if (running)
4303                 put_prev_task(rq, p);
4304
4305         prev_class = p->sched_class;
4306         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4307
4308         if (queued) {
4309                 /*
4310                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4311                  * increased (user space view).
4312                  */
4313                 if (oldprio < p->prio)
4314                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4315
4316                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4317         }
4318         if (running)
4319                 set_curr_task(rq, p);
4320
4321         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4322
4323         /* Avoid rq from going away on us: */
4324         preempt_disable();
4325         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4326
4327         if (pi)
4328                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4329
4330         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4331         balance_callback(rq);
4332         preempt_enable();
4333
4334         return 0;
4335 }
4336
4337 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4338                                const struct sched_param *param, bool check)
4339 {
4340         struct sched_attr attr = {
4341                 .sched_policy   = policy,
4342                 .sched_priority = param->sched_priority,
4343                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4344         };
4345
4346         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4347         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4348                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4349                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4350                 attr.sched_policy = policy;
4351         }
4352
4353         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4354 }
4355 /**
4356  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4357  * @p: the task in question.
4358  * @policy: new policy.
4359  * @param: structure containing the new RT priority.
4360  *
4361  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4362  *
4363  * NOTE that the task may be already dead.
4364  */
4365 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4366                        const struct sched_param *param)
4367 {
4368         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4369 }
4370 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4371
4372 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4373 {
4374         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4375 }
4376 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4377
4378 /**
4379  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4380  * @p: the task in question.
4381  * @policy: new policy.
4382  * @param: structure containing the new RT priority.
4383  *
4384  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4385  * current context has permission.  For example, this is needed in
4386  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4387  * but our caller might not have that capability.
4388  *
4389  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4390  */
4391 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4392                                const struct sched_param *param)
4393 {
4394         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4395 }
4396 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4397
4398 static int
4399 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4400 {
4401         struct sched_param lparam;
4402         struct task_struct *p;
4403         int retval;
4404
4405         if (!param || pid < 0)
4406                 return -EINVAL;
4407         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4408                 return -EFAULT;
4409
4410         rcu_read_lock();
4411         retval = -ESRCH;
4412         p = find_process_by_pid(pid);
4413         if (p != NULL)
4414                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4415         rcu_read_unlock();
4416
4417         return retval;
4418 }
4419
4420 /*
4421  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4422  */
4423 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4424 {
4425         u32 size;
4426         int ret;
4427
4428         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4429                 return -EFAULT;
4430
4431         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4432         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4433
4434         ret = get_user(size, &uattr->size);
4435         if (ret)
4436                 return ret;
4437
4438         /* Bail out on silly large: */
4439         if (size > PAGE_SIZE)
4440                 goto err_size;
4441
4442         /* ABI compatibility quirk: */
4443         if (!size)
4444                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4445
4446         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4447                 goto err_size;
4448
4449         /*
4450          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4451          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4452          * user-space does not rely on any kernel feature
4453          * extensions we dont know about yet.
4454          */
4455         if (size > sizeof(*attr)) {
4456                 unsigned char __user *addr;
4457                 unsigned char __user *end;
4458                 unsigned char val;
4459
4460                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4461                 end  = (void __user *)uattr + size;
4462
4463                 for (; addr < end; addr++) {
4464                         ret = get_user(val, addr);
4465                         if (ret)
4466                                 return ret;
4467                         if (val)
4468                                 goto err_size;
4469                 }
4470                 size = sizeof(*attr);
4471         }
4472
4473         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4474         if (ret)
4475                 return -EFAULT;
4476
4477         /*
4478          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4479          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4480          */
4481         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4482
4483         return 0;
4484
4485 err_size:
4486         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4487         return -E2BIG;
4488 }
4489
4490 /**
4491  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4492  * @pid: the pid in question.
4493  * @policy: new policy.
4494  * @param: structure containing the new RT priority.
4495  *
4496  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4497  */
4498 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4499 {
4500         if (policy < 0)
4501                 return -EINVAL;
4502
4503         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4504 }
4505
4506 /**
4507  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4508  * @pid: the pid in question.
4509  * @param: structure containing the new RT priority.
4510  *
4511  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4512  */
4513 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4514 {
4515         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4516 }
4517
4518 /**
4519  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4520  * @pid: the pid in question.
4521  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4522  * @flags: for future extension.
4523  */
4524 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4525                                unsigned int, flags)
4526 {
4527         struct sched_attr attr;
4528         struct task_struct *p;
4529         int retval;
4530
4531         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4532                 return -EINVAL;
4533
4534         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4535         if (retval)
4536                 return retval;
4537
4538         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4539                 return -EINVAL;
4540
4541         rcu_read_lock();
4542         retval = -ESRCH;
4543         p = find_process_by_pid(pid);
4544         if (p != NULL)
4545                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4546         rcu_read_unlock();
4547
4548         return retval;
4549 }
4550
4551 /**
4552  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4553  * @pid: the pid in question.
4554  *
4555  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4556  * code.
4557  */
4558 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4559 {
4560         struct task_struct *p;
4561         int retval;
4562
4563         if (pid < 0)
4564                 return -EINVAL;
4565
4566         retval = -ESRCH;
4567         rcu_read_lock();
4568         p = find_process_by_pid(pid);
4569         if (p) {
4570                 retval = security_task_getscheduler(p);
4571                 if (!retval)
4572                         retval = p->policy
4573                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4574         }
4575         rcu_read_unlock();
4576         return retval;
4577 }
4578
4579 /**
4580  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4581  * @pid: the pid in question.
4582  * @param: structure containing the RT priority.
4583  *
4584  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4585  * code.
4586  */
4587 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4588 {
4589         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4590         struct task_struct *p;
4591         int retval;
4592
4593         if (!param || pid < 0)
4594                 return -EINVAL;
4595
4596         rcu_read_lock();
4597         p = find_process_by_pid(pid);
4598         retval = -ESRCH;
4599         if (!p)
4600                 goto out_unlock;
4601
4602         retval = security_task_getscheduler(p);
4603         if (retval)
4604                 goto out_unlock;
4605
4606         if (task_has_rt_policy(p))
4607                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4608         rcu_read_unlock();
4609
4610         /*
4611          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4612          */
4613         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4614
4615         return retval;
4616
4617 out_unlock:
4618         rcu_read_unlock();
4619         return retval;
4620 }
4621
4622 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4623                            struct sched_attr *attr,
4624                            unsigned int usize)
4625 {
4626         int ret;
4627
4628         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4629                 return -EFAULT;
4630
4631         /*
4632          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4633          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4634          * user-space does not get uncomplete information.
4635          */
4636         if (usize < sizeof(*attr)) {
4637                 unsigned char *addr;
4638                 unsigned char *end;
4639
4640                 addr = (void *)attr + usize;
4641                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4642
4643                 for (; addr < end; addr++) {
4644                         if (*addr)
4645                                 return -EFBIG;
4646                 }
4647
4648                 attr->size = usize;
4649         }
4650
4651         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4652         if (ret)
4653                 return -EFAULT;
4654
4655         return 0;
4656 }
4657
4658 /**
4659  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4660  * @pid: the pid in question.
4661  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4662  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4663  * @flags: for future extension.
4664  */
4665 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4666                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4667 {
4668         struct sched_attr attr = {
4669                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4670         };
4671         struct task_struct *p;
4672         int retval;
4673
4674         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4675             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4676                 return -EINVAL;
4677
4678         rcu_read_lock();
4679         p = find_process_by_pid(pid);
4680         retval = -ESRCH;
4681         if (!p)
4682                 goto out_unlock;
4683
4684         retval = security_task_getscheduler(p);
4685         if (retval)
4686                 goto out_unlock;
4687
4688         attr.sched_policy = p->policy;
4689         if (p->sched_reset_on_fork)
4690                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4691         if (task_has_dl_policy(p))
4692                 __getparam_dl(p, &attr);
4693         else if (task_has_rt_policy(p))
4694                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4695         else
4696                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4697
4698         rcu_read_unlock();
4699
4700         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4701         return retval;
4702
4703 out_unlock:
4704         rcu_read_unlock();
4705         return retval;
4706 }
4707
4708 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4709 {
4710         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4711         struct task_struct *p;
4712         int retval;
4713
4714         rcu_read_lock();
4715
4716         p = find_process_by_pid(pid);
4717         if (!p) {
4718                 rcu_read_unlock();
4719                 return -ESRCH;
4720         }
4721
4722         /* Prevent p going away */
4723         get_task_struct(p);
4724         rcu_read_unlock();
4725
4726         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4727                 retval = -EINVAL;
4728                 goto out_put_task;
4729         }
4730         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4731                 retval = -ENOMEM;
4732                 goto out_put_task;
4733         }
4734         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4735                 retval = -ENOMEM;
4736                 goto out_free_cpus_allowed;
4737         }
4738         retval = -EPERM;
4739         if (!check_same_owner(p)) {
4740                 rcu_read_lock();
4741                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4742                         rcu_read_unlock();
4743                         goto out_free_new_mask;
4744                 }
4745                 rcu_read_unlock();
4746         }
4747
4748         retval = security_task_setscheduler(p);
4749         if (retval)
4750                 goto out_free_new_mask;
4751
4752
4753         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4754         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4755
4756         /*
4757          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4758          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4759          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4760          * root_domain.
4761          */
4762 #ifdef CONFIG_SMP
4763         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4764                 rcu_read_lock();
4765                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4766                         retval = -EBUSY;
4767                         rcu_read_unlock();
4768                         goto out_free_new_mask;
4769                 }
4770                 rcu_read_unlock();
4771         }
4772 #endif
4773 again:
4774         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4775
4776         if (!retval) {
4777                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4778                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4779                         /*
4780                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4781                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4782                          * cpuset's cpus_allowed
4783                          */
4784                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4785                         goto again;
4786                 }
4787         }
4788 out_free_new_mask:
4789         free_cpumask_var(new_mask);
4790 out_free_cpus_allowed:
4791         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4792 out_put_task:
4793         put_task_struct(p);
4794         return retval;
4795 }
4796
4797 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4798                              struct cpumask *new_mask)
4799 {
4800         if (len < cpumask_size())
4801                 cpumask_clear(new_mask);
4802         else if (len > cpumask_size())
4803                 len = cpumask_size();
4804
4805         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4806 }
4807
4808 /**
4809  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4810  * @pid: pid of the process
4811  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4812  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4813  *
4814  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4815  */
4816 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4817                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4818 {
4819         cpumask_var_t new_mask;
4820         int retval;
4821
4822         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4823                 return -ENOMEM;
4824
4825         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4826         if (retval == 0)
4827                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4828         free_cpumask_var(new_mask);
4829         return retval;
4830 }
4831
4832 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4833 {
4834         struct task_struct *p;
4835         unsigned long flags;
4836         int retval;
4837
4838         rcu_read_lock();
4839
4840         retval = -ESRCH;
4841         p = find_process_by_pid(pid);
4842         if (!p)
4843                 goto out_unlock;
4844
4845         retval = security_task_getscheduler(p);
4846         if (retval)
4847                 goto out_unlock;
4848
4849         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4850         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4851         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4852
4853 out_unlock:
4854         rcu_read_unlock();
4855
4856         return retval;
4857 }
4858
4859 /**
4860  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4861  * @pid: pid of the process
4862  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4863  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4864  *
4865  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4866  * error code otherwise.
4867  */
4868 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4869                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4870 {
4871         int ret;
4872         cpumask_var_t mask;
4873
4874         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4875                 return -EINVAL;
4876         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4877                 return -EINVAL;
4878
4879         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4880                 return -ENOMEM;
4881
4882         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4883         if (ret == 0) {
4884                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4885
4886                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4887                         ret = -EFAULT;
4888                 else
4889                         ret = retlen;
4890         }
4891         free_cpumask_var(mask);
4892
4893         return ret;
4894 }
4895
4896 /**
4897  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4898  *
4899  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4900  * other threads running on this CPU then this function will return.
4901  *
4902  * Return: 0.
4903  */
4904 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4905 {
4906         struct rq *rq = this_rq_lock();
4907
4908         schedstat_inc(rq->yld_count);
4909         current->sched_class->yield_task(rq);
4910
4911         /*
4912          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4913          * no need to preempt or enable interrupts:
4914          */
4915         __release(rq->lock);
4916         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4917         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4918         sched_preempt_enable_no_resched();
4919
4920         schedule();
4921
4922         return 0;
4923 }
4924
4925 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4926 int __sched _cond_resched(void)
4927 {
4928         if (should_resched(0)) {
4929                 preempt_schedule_common();
4930                 return 1;
4931         }
4932         return 0;
4933 }
4934 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4935 #endif
4936
4937 /*
4938  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4939  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4940  *
4941  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4942  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4943  * spin_unlock(), once by hand).
4944  */
4945 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4946 {
4947         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4948         int ret = 0;
4949
4950         lockdep_assert_held(lock);
4951
4952         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4953                 spin_unlock(lock);
4954                 if (resched)
4955                         preempt_schedule_common();
4956                 else
4957                         cpu_relax();
4958                 ret = 1;
4959                 spin_lock(lock);
4960         }
4961         return ret;
4962 }
4963 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4964
4965 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4966 {
4967         BUG_ON(!in_softirq());
4968
4969         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4970                 local_bh_enable();
4971                 preempt_schedule_common();
4972                 local_bh_disable();
4973                 return 1;
4974         }
4975         return 0;
4976 }
4977 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4978
4979 /**
4980  * yield - yield the current processor to other threads.
4981  *
4982  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4983  *
4984  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4985  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4986  * it, its already broken.
4987  *
4988  * Typical broken usage is:
4989  *
4990  * while (!event)
4991  *      yield();
4992  *
4993  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4994  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4995  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4996  *
4997  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4998  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4999  * If you still want to use yield(), do not!
5000  */
5001 void __sched yield(void)
5002 {
5003         set_current_state(TASK_RUNNING);
5004         sys_sched_yield();
5005 }
5006 EXPORT_SYMBOL(yield);
5007
5008 /**
5009  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5010  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5011  * processor it's on.
5012  * @p: target task
5013  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5014  *
5015  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5016  * can't go away on us before we can do any checks.
5017  *
5018  * Return:
5019  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5020  *      false (0) if we failed to boost the target.
5021  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5022  */
5023 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5024 {
5025         struct task_struct *curr = current;
5026         struct rq *rq, *p_rq;
5027         unsigned long flags;
5028         int yielded = 0;
5029
5030         local_irq_save(flags);
5031         rq = this_rq();
5032
5033 again:
5034         p_rq = task_rq(p);
5035         /*
5036          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5037          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5038          */
5039         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5040                 yielded = -ESRCH;
5041                 goto out_irq;
5042         }
5043
5044         double_rq_lock(rq, p_rq);
5045         if (task_rq(p) != p_rq) {
5046                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5047                 goto again;
5048         }
5049
5050         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5051                 goto out_unlock;
5052
5053         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5054                 goto out_unlock;
5055
5056         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5057                 goto out_unlock;
5058
5059         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5060         if (yielded) {
5061                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5062                 /*
5063                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5064                  * fairness.
5065                  */
5066                 if (preempt && rq != p_rq)
5067                         resched_curr(p_rq);
5068         }
5069
5070 out_unlock:
5071         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5072 out_irq:
5073         local_irq_restore(flags);
5074
5075         if (yielded > 0)
5076                 schedule();
5077
5078         return yielded;
5079 }
5080 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5081
5082 int io_schedule_prepare(void)
5083 {
5084         int old_iowait = current->in_iowait;
5085
5086         current->in_iowait = 1;
5087         blk_schedule_flush_plug(current);
5088
5089         return old_iowait;
5090 }
5091
5092 void io_schedule_finish(int token)
5093 {
5094         current->in_iowait = token;
5095 }
5096
5097 /*
5098  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5099  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5100  */
5101 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5102 {
5103         int token;
5104         long ret;
5105
5106         token = io_schedule_prepare();
5107         ret = schedule_timeout(timeout);
5108         io_schedule_finish(token);
5109
5110         return ret;
5111 }
5112 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5113
5114 void io_schedule(void)
5115 {
5116         int token;
5117
5118         token = io_schedule_prepare();
5119         schedule();
5120         io_schedule_finish(token);
5121 }
5122 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5123
5124 /**
5125  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5126  * @policy: scheduling class.
5127  *
5128  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5129  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5130  * On failure, a negative error code is returned.
5131  */
5132 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5133 {
5134         int ret = -EINVAL;
5135
5136         switch (policy) {
5137         case SCHED_FIFO:
5138         case SCHED_RR:
5139                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5140                 break;
5141         case SCHED_DEADLINE:
5142         case SCHED_NORMAL:
5143         case SCHED_BATCH:
5144         case SCHED_IDLE:
5145                 ret = 0;
5146                 break;
5147         }
5148         return ret;
5149 }
5150
5151 /**
5152  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5153  * @policy: scheduling class.
5154  *
5155  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5156  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5157  * On failure, a negative error code is returned.
5158  */
5159 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5160 {
5161         int ret = -EINVAL;
5162
5163         switch (policy) {
5164         case SCHED_FIFO:
5165         case SCHED_RR:
5166                 ret = 1;
5167                 break;
5168         case SCHED_DEADLINE:
5169         case SCHED_NORMAL:
5170         case SCHED_BATCH:
5171         case SCHED_IDLE:
5172                 ret = 0;
5173         }
5174         return ret;
5175 }
5176
5177 /**
5178  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5179  * @pid: pid of the process.
5180  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5181  *
5182  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5183  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5184  *
5185  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5186  * an error code.
5187  */
5188 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5189                 struct timespec __user *, interval)
5190 {
5191         struct task_struct *p;
5192         unsigned int time_slice;
5193         struct rq_flags rf;
5194         struct timespec t;
5195         struct rq *rq;
5196         int retval;
5197
5198         if (pid < 0)
5199                 return -EINVAL;
5200
5201         retval = -ESRCH;
5202         rcu_read_lock();
5203         p = find_process_by_pid(pid);
5204         if (!p)
5205                 goto out_unlock;
5206
5207         retval = security_task_getscheduler(p);
5208         if (retval)
5209                 goto out_unlock;
5210
5211         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5212         time_slice = 0;
5213         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5214                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5215         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5216
5217         rcu_read_unlock();
5218         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5219         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5220         return retval;
5221
5222 out_unlock:
5223         rcu_read_unlock();
5224         return retval;
5225 }
5226
5227 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5228
5229 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5230 {
5231         unsigned long free = 0;
5232         int ppid;
5233         unsigned long state = p->state;
5234
5235         if (!try_get_task_stack(p))
5236                 return;
5237         if (state)
5238                 state = __ffs(state) + 1;
5239         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5240                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5241         if (state == TASK_RUNNING)
5242                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5243 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5244         free = stack_not_used(p);
5245 #endif
5246         ppid = 0;
5247         rcu_read_lock();
5248         if (pid_alive(p))
5249                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5250         rcu_read_unlock();
5251         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5252                 task_pid_nr(p), ppid,
5253                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5254
5255         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5256         show_stack(p, NULL);
5257         put_task_stack(p);
5258 }
5259
5260 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5261 {
5262         struct task_struct *g, *p;
5263
5264 #if BITS_PER_LONG == 32
5265         printk(KERN_INFO
5266                 "  task                PC stack   pid father\n");
5267 #else
5268         printk(KERN_INFO
5269                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5270 #endif
5271         rcu_read_lock();
5272         for_each_process_thread(g, p) {
5273                 /*
5274                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5275                  * console might take a lot of time:
5276                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5277                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5278                  * an IPI.
5279                  */
5280                 touch_nmi_watchdog();
5281                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5282                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5283                         sched_show_task(p);
5284         }
5285
5286 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5287         if (!state_filter)
5288                 sysrq_sched_debug_show();
5289 #endif
5290         rcu_read_unlock();
5291         /*
5292          * Only show locks if all tasks are dumped:
5293          */
5294         if (!state_filter)
5295                 debug_show_all_locks();
5296 }
5297
5298 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5299 {
5300         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5301 }
5302
5303 /**
5304  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5305  * @idle: task in question
5306  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5307  *
5308  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5309  * flag, to make booting more robust.
5310  */
5311 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5312 {
5313         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5314         unsigned long flags;
5315
5316         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5317         raw_spin_lock(&rq->lock);
5318
5319         __sched_fork(0, idle);
5320         idle->state = TASK_RUNNING;
5321         idle->se.exec_start = sched_clock();
5322         idle->flags |= PF_IDLE;
5323
5324         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5325
5326 #ifdef CONFIG_SMP
5327         /*
5328          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5329          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5330          *
5331          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5332          */
5333         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5334 #endif
5335         /*
5336          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5337          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5338          * lockdep check in task_group() will fail.
5339          *
5340          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5341          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5342          *
5343          * Silence PROVE_RCU
5344          */
5345         rcu_read_lock();
5346         __set_task_cpu(idle, cpu);
5347         rcu_read_unlock();
5348
5349         rq->curr = rq->idle = idle;
5350         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5351 #ifdef CONFIG_SMP
5352         idle->on_cpu = 1;
5353 #endif
5354         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5355         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5356
5357         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5358         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5359
5360         /*
5361          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5362          */
5363         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5364         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5365         vtime_init_idle(idle, cpu);
5366 #ifdef CONFIG_SMP
5367         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5368 #endif
5369 }
5370
5371 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5372                               const struct cpumask *trial)
5373 {
5374         int ret = 1, trial_cpus;
5375         struct dl_bw *cur_dl_b;
5376         unsigned long flags;
5377
5378         if (!cpumask_weight(cur))
5379                 return ret;
5380
5381         rcu_read_lock_sched();
5382         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5383         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5384
5385         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5386         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5387             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5388                 ret = 0;
5389         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5390         rcu_read_unlock_sched();
5391
5392         return ret;
5393 }
5394
5395 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5396                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5397 {
5398         int ret = 0;
5399
5400         /*
5401          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5402          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5403          * affinity and isolating such threads by their set of
5404          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5405          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5406          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5407          * before cpus_allowed may be changed.
5408          */
5409         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5410                 ret = -EINVAL;
5411                 goto out;
5412         }
5413
5414 #ifdef CONFIG_SMP
5415         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5416                                               cs_cpus_allowed)) {
5417                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5418                                                         cs_cpus_allowed);
5419                 struct dl_bw *dl_b;
5420                 bool overflow;
5421                 int cpus;
5422                 unsigned long flags;
5423
5424                 rcu_read_lock_sched();
5425                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5426                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5427                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5428                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5429                 if (overflow)
5430                         ret = -EBUSY;
5431                 else {
5432                         /*
5433                          * We reserve space for this task in the destination
5434                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5435                          * We will free resources in the source root_domain
5436                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5437                          */
5438                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5439                 }
5440                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5441                 rcu_read_unlock_sched();
5442
5443         }
5444 #endif
5445 out:
5446         return ret;
5447 }
5448
5449 #ifdef CONFIG_SMP
5450
5451 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5452
5453 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5454 /* Migrate current task p to target_cpu */
5455 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5456 {
5457         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5458         int curr_cpu = task_cpu(p);
5459
5460         if (curr_cpu == target_cpu)
5461                 return 0;
5462
5463         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5464                 return -EINVAL;
5465
5466         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5467
5468         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5469         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5470 }
5471
5472 /*
5473  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5474  * tasks on the runqueues
5475  */
5476 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5477 {
5478         bool queued, running;
5479         struct rq_flags rf;
5480         struct rq *rq;
5481
5482         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5483         queued = task_on_rq_queued(p);
5484         running = task_current(rq, p);
5485
5486         if (queued)
5487                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5488         if (running)
5489                 put_prev_task(rq, p);
5490
5491         p->numa_preferred_nid = nid;
5492
5493         if (queued)
5494                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5495         if (running)
5496                 set_curr_task(rq, p);
5497         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5498 }
5499 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5500
5501 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5502 /*
5503  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5504  * offline.
5505  */
5506 void idle_task_exit(void)
5507 {
5508         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5509
5510         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5511
5512         if (mm != &init_mm) {
5513                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5514                 finish_arch_post_lock_switch();
5515         }
5516         mmdrop(mm);
5517 }
5518
5519 /*
5520  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5521  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5522  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5523  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5524  * calculation.
5525  *
5526  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5527  */
5528 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5529 {
5530         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5531         if (delta)
5532                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5533 }
5534
5535 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5536 {
5537 }
5538
5539 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5540         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5541 };
5542
5543 static struct task_struct fake_task = {
5544         /*
5545          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5546          */
5547         .prio = MAX_PRIO + 1,
5548         .sched_class = &fake_sched_class,
5549 };
5550
5551 /*
5552  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5553  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5554  *
5555  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5556  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5557  * because of lock validation efforts.
5558  */
5559 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5560 {
5561         struct rq *rq = dead_rq;
5562         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5563         struct rq_flags rf, old_rf;
5564         int dest_cpu;
5565
5566         /*
5567          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5568          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5569          *
5570          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5571          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5572          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5573          * done here.
5574          */
5575         rq->stop = NULL;
5576
5577         /*
5578          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5579          * class method both need to have an up-to-date
5580          * value of rq->clock[_task]
5581          */
5582         update_rq_clock(rq);
5583
5584         for (;;) {
5585                 /*
5586                  * There's this thread running, bail when that's the only
5587                  * remaining thread:
5588                  */
5589                 if (rq->nr_running == 1)
5590                         break;
5591
5592                 /*
5593                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5594                  */
5595                 rq_pin_lock(rq, &rf);
5596                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5597                 BUG_ON(!next);
5598                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5599
5600                 /*
5601                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5602                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5603                  * stabilizes the mask.
5604                  *
5605                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5606                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5607                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5608                  */
5609                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5610                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5611                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5612                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5613
5614                 /*
5615                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5616                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5617                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5618                  */
5619                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5620                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5621                         continue;
5622                 }
5623
5624                 /*
5625                  * __migrate_task() may return with a different
5626                  * rq->lock held and a new cookie in 'rf', but we need
5627                  * to preserve rf::clock_update_flags for 'dead_rq'.
5628                  */
5629                 old_rf = rf;
5630
5631                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5632                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5633
5634                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5635                 if (rq != dead_rq) {
5636                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5637                         rq = dead_rq;
5638                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5639                         rf = old_rf;
5640                 }
5641                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5642         }
5643
5644         rq->stop = stop;
5645 }
5646 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5647
5648 void set_rq_online(struct rq *rq)
5649 {
5650         if (!rq->online) {
5651                 const struct sched_class *class;
5652
5653                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5654                 rq->online = 1;
5655
5656                 for_each_class(class) {
5657                         if (class->rq_online)
5658                                 class->rq_online(rq);
5659                 }
5660         }
5661 }
5662
5663 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5664 {
5665         if (rq->online) {
5666                 const struct sched_class *class;
5667
5668                 for_each_class(class) {
5669                         if (class->rq_offline)
5670                                 class->rq_offline(rq);
5671                 }
5672
5673                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5674                 rq->online = 0;
5675         }
5676 }
5677
5678 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5679 {
5680         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5681
5682         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5683 }
5684
5685 /*
5686  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5687  */
5688 static int num_cpus_frozen;
5689
5690 /*
5691  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5692  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5693  * around partition_sched_domains().
5694  *
5695  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5696  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5697  */
5698 static void cpuset_cpu_active(void)
5699 {
5700         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5701                 /*
5702                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5703                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5704                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5705                  * domain, ignoring cpusets.
5706                  */
5707                 num_cpus_frozen--;
5708                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5709                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5710                         return;
5711                 }
5712                 /*
5713                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5714                  * restore the original sched domains by considering the
5715                  * cpuset configurations.
5716                  */
5717         }
5718         cpuset_update_active_cpus(true);
5719 }
5720
5721 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5722 {
5723         unsigned long flags;
5724         struct dl_bw *dl_b;
5725         bool overflow;
5726         int cpus;
5727
5728         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5729                 rcu_read_lock_sched();
5730                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5731
5732                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5733                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5734                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5735                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5736
5737                 rcu_read_unlock_sched();
5738
5739                 if (overflow)
5740                         return -EBUSY;
5741                 cpuset_update_active_cpus(false);
5742         } else {
5743                 num_cpus_frozen++;
5744                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5745         }
5746         return 0;
5747 }
5748
5749 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5750 {
5751         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5752         unsigned long flags;
5753
5754         set_cpu_active(cpu, true);
5755
5756         if (sched_smp_initialized) {
5757                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5758                 cpuset_cpu_active();
5759         }
5760
5761         /*
5762          * Put the rq online, if not already. This happens:
5763          *
5764          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5765          *    after all CPUs have been brought up.
5766          *
5767          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5768          *    domains.
5769          */
5770         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5771         if (rq->rd) {
5772                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5773                 set_rq_online(rq);
5774         }
5775         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5776
5777         update_max_interval();
5778
5779         return 0;
5780 }
5781
5782 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5783 {
5784         int ret;
5785
5786         set_cpu_active(cpu, false);
5787         /*
5788          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5789          * users of this state to go away such that all new such users will
5790          * observe it.
5791          *
5792          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5793          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5794          *
5795          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5796          */
5797         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5798                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5799         else
5800                 synchronize_rcu();
5801
5802         if (!sched_smp_initialized)
5803                 return 0;
5804
5805         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5806         if (ret) {
5807                 set_cpu_active(cpu, true);
5808                 return ret;
5809         }
5810         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5815 {
5816         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5817
5818         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5819         update_max_interval();
5820 }
5821
5822 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5823 {
5824         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5825         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5826         return 0;
5827 }
5828
5829 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5830 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5831 {
5832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5833         unsigned long flags;
5834
5835         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5836         sched_ttwu_pending();
5837         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5838         if (rq->rd) {
5839                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5840                 set_rq_offline(rq);
5841         }
5842         migrate_tasks(rq);
5843         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5844         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5845         calc_load_migrate(rq);
5846         update_max_interval();
5847         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5848         hrtick_clear(rq);
5849         return 0;
5850 }
5851 #endif
5852
5853 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5854 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5855
5856 static void sched_init_smt(void)
5857 {
5858         /*
5859          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5860          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5861          */
5862         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5863                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5864 }
5865 #else
5866 static inline void sched_init_smt(void) { }
5867 #endif
5868
5869 void __init sched_init_smp(void)
5870 {
5871         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5872
5873         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5874         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5875
5876         sched_init_numa();
5877
5878         /*
5879          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5880          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5881          * happen.
5882          */
5883         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5884         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5885         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5886         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5887                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5888         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5889
5890         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5891         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5892                 BUG();
5893         sched_init_granularity();
5894         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5895
5896         init_sched_rt_class();
5897         init_sched_dl_class();
5898
5899         sched_init_smt();
5900         sched_clock_init_late();
5901
5902         sched_smp_initialized = true;
5903 }
5904
5905 static int __init migration_init(void)
5906 {
5907         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5908         return 0;
5909 }
5910 early_initcall(migration_init);
5911
5912 #else
5913 void __init sched_init_smp(void)
5914 {
5915         sched_init_granularity();
5916         sched_clock_init_late();
5917 }
5918 #endif /* CONFIG_SMP */
5919
5920 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5921 {
5922         return in_lock_functions(addr) ||
5923                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5924                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5925 }
5926
5927 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5928 /*
5929  * Default task group.
5930  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5931  */
5932 struct task_group root_task_group;
5933 LIST_HEAD(task_groups);
5934
5935 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5936 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5937 #endif
5938
5939 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5940 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5941
5942 #define WAIT_TABLE_BITS 8
5943 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
5944 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
5945
5946 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
5947 {
5948         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
5949         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
5950
5951         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
5952 }
5953 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
5954
5955 void __init sched_init(void)
5956 {
5957         int i, j;
5958         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5959
5960         sched_clock_init();
5961
5962         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
5963                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
5964
5965 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5966         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5967 #endif
5968 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5969         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5970 #endif
5971         if (alloc_size) {
5972                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5973
5974 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5975                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5976                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5977
5978                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5979                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5980
5981 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5982 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5983                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5984                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5985
5986                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5987                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5988
5989 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5990         }
5991 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5992         for_each_possible_cpu(i) {
5993                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5994                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5995                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5996                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5997         }
5998 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5999
6000         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6001         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6002
6003 #ifdef CONFIG_SMP
6004         init_defrootdomain();
6005 #endif
6006
6007 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6008         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6009                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6010 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6011
6012 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6013         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6014
6015         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6016         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6017         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6018         autogroup_init(&init_task);
6019 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6020
6021         for_each_possible_cpu(i) {
6022                 struct rq *rq;
6023
6024                 rq = cpu_rq(i);
6025                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6026                 rq->nr_running = 0;
6027                 rq->calc_load_active = 0;
6028                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6029                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6030                 init_rt_rq(&rq->rt);
6031                 init_dl_rq(&rq->dl);
6032 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6033                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6034                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6035                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6036                 /*
6037                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6038                  *
6039                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6040                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6041                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6042                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6043                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6044                  * (se->load.weight).
6045                  *
6046                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6047                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6048                  * then A0's share of the CPU resource is:
6049                  *
6050                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6051                  *
6052                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6053                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6054                  */
6055                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6056                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6057 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6058
6059                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6060 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6061                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6062 #endif
6063
6064                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6065                         rq->cpu_load[j] = 0;
6066
6067 #ifdef CONFIG_SMP
6068                 rq->sd = NULL;
6069                 rq->rd = NULL;
6070                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6071                 rq->balance_callback = NULL;
6072                 rq->active_balance = 0;
6073                 rq->next_balance = jiffies;
6074                 rq->push_cpu = 0;
6075                 rq->cpu = i;
6076                 rq->online = 0;
6077                 rq->idle_stamp = 0;
6078                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6079                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6080
6081                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6082
6083                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6084 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6085                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6086                 rq->nohz_flags = 0;
6087 #endif
6088 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6089                 rq->last_sched_tick = 0;
6090 #endif
6091 #endif /* CONFIG_SMP */
6092                 init_rq_hrtick(rq);
6093                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6094         }
6095
6096         set_load_weight(&init_task);
6097
6098         /*
6099          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6100          */
6101         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
6102         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6103
6104         /*
6105          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6106          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6107          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6108          * when this runqueue becomes "idle".
6109          */
6110         init_idle(current, smp_processor_id());
6111
6112         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6113
6114 #ifdef CONFIG_SMP
6115         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6116         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6117         if (cpu_isolated_map == NULL)
6118                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6119         idle_thread_set_boot_cpu();
6120         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6121 #endif
6122         init_sched_fair_class();
6123
6124         init_schedstats();
6125
6126         scheduler_running = 1;
6127 }
6128
6129 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6130 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6131 {
6132         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6133
6134         return (nested == preempt_offset);
6135 }
6136
6137 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6138 {
6139         /*
6140          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6141          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6142          * otherwise we will destroy state.
6143          */
6144         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6145                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6146                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6147                         current->state,
6148                         (void *)current->task_state_change,
6149                         (void *)current->task_state_change);
6150
6151         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6152 }
6153 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6154
6155 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6156 {
6157         /* Ratelimiting timestamp: */
6158         static unsigned long prev_jiffy;
6159
6160         unsigned long preempt_disable_ip;
6161
6162         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6163         rcu_sleep_check();
6164
6165         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6166              !is_idle_task(current)) ||
6167             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6168                 return;
6169         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6170                 return;
6171         prev_jiffy = jiffies;
6172
6173         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6174         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6175
6176         printk(KERN_ERR
6177                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6178                         file, line);
6179         printk(KERN_ERR
6180                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6181                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6182                         current->pid, current->comm);
6183
6184         if (task_stack_end_corrupted(current))
6185                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6186
6187         debug_show_held_locks(current);
6188         if (irqs_disabled())
6189                 print_irqtrace_events(current);
6190         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6191             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6192                 pr_err("Preemption disabled at:");
6193                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6194                 pr_cont("\n");
6195         }
6196         dump_stack();
6197         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6198 }
6199 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6200 #endif
6201
6202 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6203 void normalize_rt_tasks(void)
6204 {
6205         struct task_struct *g, *p;
6206         struct sched_attr attr = {
6207                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6208         };
6209
6210         read_lock(&tasklist_lock);
6211         for_each_process_thread(g, p) {
6212                 /*
6213                  * Only normalize user tasks:
6214                  */
6215                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6216                         continue;
6217
6218                 p->se.exec_start = 0;
6219                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6220                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6221                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6222
6223                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6224                         /*
6225                          * Renice negative nice level userspace
6226                          * tasks back to 0:
6227                          */
6228                         if (task_nice(p) < 0)
6229                                 set_user_nice(p, 0);
6230                         continue;
6231                 }
6232
6233                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6234         }
6235         read_unlock(&tasklist_lock);
6236 }
6237
6238 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6239
6240 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6241 /*
6242  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6243  *
6244  * They can only be called when the whole system has been
6245  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6246  * activity can take place. Using them for anything else would
6247  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6248  * under any other configuration.
6249  */
6250
6251 /**
6252  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6253  * @cpu: the processor in question.
6254  *
6255  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6256  *
6257  * Return: The current task for @cpu.
6258  */
6259 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6260 {
6261         return cpu_curr(cpu);
6262 }
6263
6264 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6265
6266 #ifdef CONFIG_IA64
6267 /**
6268  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6269  * @cpu: the processor in question.
6270  * @p: the task pointer to set.
6271  *
6272  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6273  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6274  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6275  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6276  * and caller must save the original value of the current task (see
6277  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6278  * re-starting the system.
6279  *
6280  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6281  */
6282 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6283 {
6284         cpu_curr(cpu) = p;
6285 }
6286
6287 #endif
6288
6289 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6290 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6291 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6292
6293 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6294 {
6295         free_fair_sched_group(tg);
6296         free_rt_sched_group(tg);
6297         autogroup_free(tg);
6298         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6299 }
6300
6301 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6302 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6303 {
6304         struct task_group *tg;
6305
6306         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6307         if (!tg)
6308                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6309
6310         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6311                 goto err;
6312
6313         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6314                 goto err;
6315
6316         return tg;
6317
6318 err:
6319         sched_free_group(tg);
6320         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6321 }
6322
6323 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6324 {
6325         unsigned long flags;
6326
6327         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6328         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6329
6330         /* Root should already exist: */
6331         WARN_ON(!parent);
6332
6333         tg->parent = parent;
6334         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6335         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6336         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6337
6338         online_fair_sched_group(tg);
6339 }
6340
6341 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6342 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6343 {
6344         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6345         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6346 }
6347
6348 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6349 {
6350         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6351         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6352 }
6353
6354 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6355 {
6356         unsigned long flags;
6357
6358         /* End participation in shares distribution: */
6359         unregister_fair_sched_group(tg);
6360
6361         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6362         list_del_rcu(&tg->list);
6363         list_del_rcu(&tg->siblings);
6364         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6365 }
6366
6367 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6368 {
6369         struct task_group *tg;
6370
6371         /*
6372          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6373          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6374          * to prevent lockdep warnings.
6375          */
6376         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6377                           struct task_group, css);
6378         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6379         tsk->sched_task_group = tg;
6380
6381 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6382         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6383                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6384         else
6385 #endif
6386                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6387 }
6388
6389 /*
6390  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6391  *
6392  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6393  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6394  * its new group.
6395  */
6396 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6397 {
6398         int queued, running;
6399         struct rq_flags rf;
6400         struct rq *rq;
6401
6402         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6403         update_rq_clock(rq);
6404
6405         running = task_current(rq, tsk);
6406         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6407
6408         if (queued)
6409                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
6410         if (running)
6411                 put_prev_task(rq, tsk);
6412
6413         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6414
6415         if (queued)
6416                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
6417         if (running)
6418                 set_curr_task(rq, tsk);
6419
6420         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6421 }
6422 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6423
6424 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6425 /*
6426  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6427  */
6428 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6429
6430 /* Must be called with tasklist_lock held */
6431 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6432 {
6433         struct task_struct *g, *p;
6434
6435         /*
6436          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6437          */
6438         if (task_group_is_autogroup(tg))
6439                 return 0;
6440
6441         for_each_process_thread(g, p) {
6442                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6443                         return 1;
6444         }
6445
6446         return 0;
6447 }
6448
6449 struct rt_schedulable_data {
6450         struct task_group *tg;
6451         u64 rt_period;
6452         u64 rt_runtime;
6453 };
6454
6455 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6456 {
6457         struct rt_schedulable_data *d = data;
6458         struct task_group *child;
6459         unsigned long total, sum = 0;
6460         u64 period, runtime;
6461
6462         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6463         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6464
6465         if (tg == d->tg) {
6466                 period = d->rt_period;
6467                 runtime = d->rt_runtime;
6468         }
6469
6470         /*
6471          * Cannot have more runtime than the period.
6472          */
6473         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6474                 return -EINVAL;
6475
6476         /*
6477          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6478          */
6479         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6480                 return -EBUSY;
6481
6482         total = to_ratio(period, runtime);
6483
6484         /*
6485          * Nobody can have more than the global setting allows.
6486          */
6487         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6488                 return -EINVAL;
6489
6490         /*
6491          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6492          */
6493         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6494                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6495                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6496
6497                 if (child == d->tg) {
6498                         period = d->rt_period;
6499                         runtime = d->rt_runtime;
6500                 }
6501
6502                 sum += to_ratio(period, runtime);
6503         }
6504
6505         if (sum > total)
6506                 return -EINVAL;
6507
6508         return 0;
6509 }
6510
6511 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6512 {
6513         int ret;
6514
6515         struct rt_schedulable_data data = {
6516                 .tg = tg,
6517                 .rt_period = period,
6518                 .rt_runtime = runtime,
6519         };
6520
6521         rcu_read_lock();
6522         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6523         rcu_read_unlock();
6524
6525         return ret;
6526 }
6527
6528 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6529                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6530 {
6531         int i, err = 0;
6532
6533         /*
6534          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6535          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6536          */
6537         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6538                 return -EINVAL;
6539
6540         /* No period doesn't make any sense. */
6541         if (rt_period == 0)
6542                 return -EINVAL;
6543
6544         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6545         read_lock(&tasklist_lock);
6546         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6547         if (err)
6548                 goto unlock;
6549
6550         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6551         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6552         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6553
6554         for_each_possible_cpu(i) {
6555                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6556
6557                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6558                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6559                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6560         }
6561         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6562 unlock:
6563         read_unlock(&tasklist_lock);
6564         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6565
6566         return err;
6567 }
6568
6569 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6570 {
6571         u64 rt_runtime, rt_period;
6572
6573         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6574         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6575         if (rt_runtime_us < 0)
6576                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6577
6578         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6579 }
6580
6581 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6582 {
6583         u64 rt_runtime_us;
6584
6585         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6586                 return -1;
6587
6588         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6589         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6590         return rt_runtime_us;
6591 }
6592
6593 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6594 {
6595         u64 rt_runtime, rt_period;
6596
6597         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6598         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6599
6600         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6601 }
6602
6603 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6604 {
6605         u64 rt_period_us;
6606
6607         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6608         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6609         return rt_period_us;
6610 }
6611 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6612
6613 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6614 static int sched_rt_global_constraints(void)
6615 {
6616         int ret = 0;
6617
6618         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6619         read_lock(&tasklist_lock);
6620         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6621         read_unlock(&tasklist_lock);
6622         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6623
6624         return ret;
6625 }
6626
6627 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6628 {
6629         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6630         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6631                 return 0;
6632
6633         return 1;
6634 }
6635
6636 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6637 static int sched_rt_global_constraints(void)
6638 {
6639         unsigned long flags;
6640         int i;
6641
6642         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6643         for_each_possible_cpu(i) {
6644                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6645
6646                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6647                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6648                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6649         }
6650         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6651
6652         return 0;
6653 }
6654 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6655
6656 static int sched_dl_global_validate(void)
6657 {
6658         u64 runtime = global_rt_runtime();
6659         u64 period = global_rt_period();
6660         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6661         struct dl_bw *dl_b;
6662         int cpu, ret = 0;
6663         unsigned long flags;
6664
6665         /*
6666          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6667          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6668          * any of the root_domains.
6669          *
6670          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6671          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6672          * solutions is welcome!
6673          */
6674         for_each_possible_cpu(cpu) {
6675                 rcu_read_lock_sched();
6676                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6677
6678                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6679                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6680                         ret = -EBUSY;
6681                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6682
6683                 rcu_read_unlock_sched();
6684
6685                 if (ret)
6686                         break;
6687         }
6688
6689         return ret;
6690 }
6691
6692 static void sched_dl_do_global(void)
6693 {
6694         u64 new_bw = -1;
6695         struct dl_bw *dl_b;
6696         int cpu;
6697         unsigned long flags;
6698
6699         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6700         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6701
6702         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6703                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6704
6705         /*
6706          * FIXME: As above...
6707          */
6708         for_each_possible_cpu(cpu) {
6709                 rcu_read_lock_sched();
6710                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6711
6712                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6713                 dl_b->bw = new_bw;
6714                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6715
6716                 rcu_read_unlock_sched();
6717         }
6718 }
6719
6720 static int sched_rt_global_validate(void)
6721 {
6722         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6723                 return -EINVAL;
6724
6725         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6726                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6727                 return -EINVAL;
6728
6729         return 0;
6730 }
6731
6732 static void sched_rt_do_global(void)
6733 {
6734         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6735         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6736 }
6737
6738 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6739                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6740                 loff_t *ppos)
6741 {
6742         int old_period, old_runtime;
6743         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6744         int ret;
6745
6746         mutex_lock(&mutex);
6747         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6748         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6749
6750         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6751
6752         if (!ret && write) {
6753                 ret = sched_rt_global_validate();
6754                 if (ret)
6755                         goto undo;
6756
6757                 ret = sched_dl_global_validate();
6758                 if (ret)
6759                         goto undo;
6760
6761                 ret = sched_rt_global_constraints();
6762                 if (ret)
6763                         goto undo;
6764
6765                 sched_rt_do_global();
6766                 sched_dl_do_global();
6767         }
6768         if (0) {
6769 undo:
6770                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6771                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6772         }
6773         mutex_unlock(&mutex);
6774
6775         return ret;
6776 }
6777
6778 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6779                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6780                 loff_t *ppos)
6781 {
6782         int ret;
6783         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6784
6785         mutex_lock(&mutex);
6786         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6787         /*
6788          * Make sure that internally we keep jiffies.
6789          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6790          */
6791         if (!ret && write) {
6792                 sched_rr_timeslice =
6793                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6794                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6795         }
6796         mutex_unlock(&mutex);
6797         return ret;
6798 }
6799
6800 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6801
6802 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6803 {
6804         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6805 }
6806
6807 static struct cgroup_subsys_state *
6808 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6809 {
6810         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6811         struct task_group *tg;
6812
6813         if (!parent) {
6814                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6815                 return &root_task_group.css;
6816         }
6817
6818         tg = sched_create_group(parent);
6819         if (IS_ERR(tg))
6820                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6821
6822         sched_online_group(tg, parent);
6823
6824         return &tg->css;
6825 }
6826
6827 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6828 {
6829         struct task_group *tg = css_tg(css);
6830
6831         sched_offline_group(tg);
6832 }
6833
6834 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6835 {
6836         struct task_group *tg = css_tg(css);
6837
6838         /*
6839          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6840          */
6841         sched_free_group(tg);
6842 }
6843
6844 /*
6845  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6846  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6847  */
6848 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6849 {
6850         struct rq_flags rf;
6851         struct rq *rq;
6852
6853         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6854
6855         update_rq_clock(rq);
6856         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6857
6858         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6859 }
6860
6861 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6862 {
6863         struct task_struct *task;
6864         struct cgroup_subsys_state *css;
6865         int ret = 0;
6866
6867         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6868 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6869                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6870                         return -EINVAL;
6871 #else
6872                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6873                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6874                         return -EINVAL;
6875 #endif
6876                 /*
6877                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6878                  * running, we're sure to observe its full state.
6879                  */
6880                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6881                 /*
6882                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6883                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6884                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6885                  */
6886                 if (task->state == TASK_NEW)
6887                         ret = -EINVAL;
6888                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6889
6890                 if (ret)
6891                         break;
6892         }
6893         return ret;
6894 }
6895
6896 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6897 {
6898         struct task_struct *task;
6899         struct cgroup_subsys_state *css;
6900
6901         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6902                 sched_move_task(task);
6903 }
6904
6905 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6906 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6907                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6908 {
6909         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6910 }
6911
6912 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6913                                struct cftype *cft)
6914 {
6915         struct task_group *tg = css_tg(css);
6916
6917         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6918 }
6919
6920 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6921 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6922
6923 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6924 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6925
6926 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6927
6928 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6929 {
6930         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6931         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6932
6933         if (tg == &root_task_group)
6934                 return -EINVAL;
6935
6936         /*
6937          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6938          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6939          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6940          */
6941         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6942                 return -EINVAL;
6943
6944         /*
6945          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6946          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6947          * feasibility.
6948          */
6949         if (period > max_cfs_quota_period)
6950                 return -EINVAL;
6951
6952         /*
6953          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6954          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6955          */
6956         get_online_cpus();
6957         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6958         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6959         if (ret)
6960                 goto out_unlock;
6961
6962         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6963         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6964         /*
6965          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6966          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6967          */
6968         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6969                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6970         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6971         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6972         cfs_b->quota = quota;
6973
6974         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6975
6976         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6977         if (runtime_enabled)
6978                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6979
6980         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6981
6982         for_each_online_cpu(i) {
6983                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6984                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6985
6986                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
6987                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6988                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6989
6990                 if (cfs_rq->throttled)
6991                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6992                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
6993         }
6994         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6995                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6996 out_unlock:
6997         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6998         put_online_cpus();
6999
7000         return ret;
7001 }
7002
7003 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7004 {
7005         u64 quota, period;
7006
7007         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7008         if (cfs_quota_us < 0)
7009                 quota = RUNTIME_INF;
7010         else
7011                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7012
7013         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7014 }
7015
7016 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7017 {
7018         u64 quota_us;
7019
7020         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7021                 return -1;
7022
7023         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7024         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7025
7026         return quota_us;
7027 }
7028
7029 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7030 {
7031         u64 quota, period;
7032
7033         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7034         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7035
7036         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7037 }
7038
7039 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7040 {
7041         u64 cfs_period_us;
7042
7043         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7044         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7045
7046         return cfs_period_us;
7047 }
7048
7049 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7050                                   struct cftype *cft)
7051 {
7052         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7053 }
7054
7055 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7056                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7057 {
7058         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7059 }
7060
7061 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7062                                    struct cftype *cft)
7063 {
7064         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7065 }
7066
7067 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7068                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7069 {
7070         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7071 }
7072
7073 struct cfs_schedulable_data {
7074         struct task_group *tg;
7075         u64 period, quota;
7076 };
7077
7078 /*
7079  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7080  * note: units are usecs
7081  */
7082 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7083                                struct cfs_schedulable_data *d)
7084 {
7085         u64 quota, period;
7086
7087         if (tg == d->tg) {
7088                 period = d->period;
7089                 quota = d->quota;
7090         } else {
7091                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7092                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7093         }
7094
7095         /* note: these should typically be equivalent */
7096         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7097                 return RUNTIME_INF;
7098
7099         return to_ratio(period, quota);
7100 }
7101
7102 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7103 {
7104         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7105         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7106         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7107
7108         if (!tg->parent) {
7109                 quota = RUNTIME_INF;
7110         } else {
7111                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7112
7113                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7114                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7115
7116                 /*
7117                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7118                  * limit is set:
7119                  */
7120                 if (quota == RUNTIME_INF)
7121                         quota = parent_quota;
7122                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7123                         return -EINVAL;
7124         }
7125         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7126
7127         return 0;
7128 }
7129
7130 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7131 {
7132         int ret;
7133         struct cfs_schedulable_data data = {
7134                 .tg = tg,
7135                 .period = period,
7136                 .quota = quota,
7137         };
7138
7139         if (quota != RUNTIME_INF) {
7140                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7141                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7142         }
7143
7144         rcu_read_lock();
7145         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7146         rcu_read_unlock();
7147
7148         return ret;
7149 }
7150
7151 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7152 {
7153         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7154         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7155
7156         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7157         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7158         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7159
7160         return 0;
7161 }
7162 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7163 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7164
7165 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7166 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7167                                 struct cftype *cft, s64 val)
7168 {
7169         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7170 }
7171
7172 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7173                                struct cftype *cft)
7174 {
7175         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7176 }
7177
7178 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7179                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7180 {
7181         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7182 }
7183
7184 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7185                                    struct cftype *cft)
7186 {
7187         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7188 }
7189 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7190
7191 static struct cftype cpu_files[] = {
7192 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7193         {
7194                 .name = "shares",
7195                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7196                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7197         },
7198 #endif
7199 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7200         {
7201                 .name = "cfs_quota_us",
7202                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7203                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7204         },
7205         {
7206                 .name = "cfs_period_us",
7207                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7208                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7209         },
7210         {
7211                 .name = "stat",
7212                 .seq_show = cpu_stats_show,
7213         },
7214 #endif
7215 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7216         {
7217                 .name = "rt_runtime_us",
7218                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7219                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7220         },
7221         {
7222                 .name = "rt_period_us",
7223                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7224                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7225         },
7226 #endif
7227         { }     /* Terminate */
7228 };
7229
7230 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7231         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7232         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7233         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7234         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7235         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7236         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7237         .legacy_cftypes = cpu_files,
7238         .early_init     = true,
7239 };
7240
7241 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7242
7243 void dump_cpu_task(int cpu)
7244 {
7245         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7246         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7247 }
7248
7249 /*
7250  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7251  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7252  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7253  * that remained on nice 0.
7254  *
7255  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7256  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7257  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7258  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7259  * the relative distance between them is ~25%.)
7260  */
7261 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7262  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7263  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7264  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7265  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7266  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7267  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7268  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7269  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7270 };
7271
7272 /*
7273  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7274  *
7275  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7276  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7277  * into multiplications:
7278  */
7279 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7280  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7281  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7282  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7283  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7284  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7285  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7286  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7287  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7288 };