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