]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
sched/core: Add missing update_rq_clock() in post_init_entity_util_avg()
[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
3659         /*
3660          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3661          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3662          *
3663          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3664          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3665          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3666          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3667          * with interrupts disabled and will complete the lock
3668          * protected section without being interrupted. So there is no
3669          * real need to boost.
3670          */
3671         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3672                 WARN_ON(p != rq->curr);
3673                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3674                 goto out_unlock;
3675         }
3676
3677         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3678         oldprio = p->prio;
3679
3680         if (oldprio == prio)
3681                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3682
3683         prev_class = p->sched_class;
3684         queued = task_on_rq_queued(p);
3685         running = task_current(rq, p);
3686         if (queued)
3687                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3688         if (running)
3689                 put_prev_task(rq, p);
3690
3691         /*
3692          * Boosting condition are:
3693          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3694          *      --> -dl task blocks on mutex A
3695          *
3696          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3697          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3698          *          running task
3699          */
3700         if (dl_prio(prio)) {
3701                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3702                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3703                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3704                         p->dl.dl_boosted = 1;
3705                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3706                 } else
3707                         p->dl.dl_boosted = 0;
3708                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3709         } else if (rt_prio(prio)) {
3710                 if (dl_prio(oldprio))
3711                         p->dl.dl_boosted = 0;
3712                 if (oldprio < prio)
3713                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3714                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3715         } else {
3716                 if (dl_prio(oldprio))
3717                         p->dl.dl_boosted = 0;
3718                 if (rt_prio(oldprio))
3719                         p->rt.timeout = 0;
3720                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3721         }
3722
3723         p->prio = prio;
3724
3725         if (queued)
3726                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3727         if (running)
3728                 set_curr_task(rq, p);
3729
3730         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3731 out_unlock:
3732         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3733         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3734
3735         balance_callback(rq);
3736         preempt_enable();
3737 }
3738 #endif
3739
3740 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3741 {
3742         bool queued, running;
3743         int old_prio, delta;
3744         struct rq_flags rf;
3745         struct rq *rq;
3746
3747         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3748                 return;
3749         /*
3750          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3751          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3752          */
3753         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3754         /*
3755          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3756          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3757          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3758          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3759          */
3760         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3761                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3762                 goto out_unlock;
3763         }
3764         queued = task_on_rq_queued(p);
3765         running = task_current(rq, p);
3766         if (queued)
3767                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3768         if (running)
3769                 put_prev_task(rq, p);
3770
3771         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3772         set_load_weight(p);
3773         old_prio = p->prio;
3774         p->prio = effective_prio(p);
3775         delta = p->prio - old_prio;
3776
3777         if (queued) {
3778                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3779                 /*
3780                  * If the task increased its priority or is running and
3781                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3782                  */
3783                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3784                         resched_curr(rq);
3785         }
3786         if (running)
3787                 set_curr_task(rq, p);
3788 out_unlock:
3789         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3792
3793 /*
3794  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3795  * @p: task
3796  * @nice: nice value
3797  */
3798 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3799 {
3800         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3801         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3802
3803         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3804                 capable(CAP_SYS_NICE));
3805 }
3806
3807 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3808
3809 /*
3810  * sys_nice - change the priority of the current process.
3811  * @increment: priority increment
3812  *
3813  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3814  * does similar things.
3815  */
3816 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3817 {
3818         long nice, retval;
3819
3820         /*
3821          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3822          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3823          * and we have a single winner.
3824          */
3825         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3826         nice = task_nice(current) + increment;
3827
3828         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3829         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3830                 return -EPERM;
3831
3832         retval = security_task_setnice(current, nice);
3833         if (retval)
3834                 return retval;
3835
3836         set_user_nice(current, nice);
3837         return 0;
3838 }
3839
3840 #endif
3841
3842 /**
3843  * task_prio - return the priority value of a given task.
3844  * @p: the task in question.
3845  *
3846  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3847  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3848  * around 0, value goes from -16 to +15.
3849  */
3850 int task_prio(const struct task_struct *p)
3851 {
3852         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3853 }
3854
3855 /**
3856  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3857  * @cpu: the processor in question.
3858  *
3859  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3860  */
3861 int idle_cpu(int cpu)
3862 {
3863         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3864
3865         if (rq->curr != rq->idle)
3866                 return 0;
3867
3868         if (rq->nr_running)
3869                 return 0;
3870
3871 #ifdef CONFIG_SMP
3872         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3873                 return 0;
3874 #endif
3875
3876         return 1;
3877 }
3878
3879 /**
3880  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3881  * @cpu: the processor in question.
3882  *
3883  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3884  */
3885 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3886 {
3887         return cpu_rq(cpu)->idle;
3888 }
3889
3890 /**
3891  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3892  * @pid: the pid in question.
3893  *
3894  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3895  */
3896 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3897 {
3898         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3899 }
3900
3901 /*
3902  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3903  * SCHED_DEADLINE task.
3904  *
3905  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3906  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3907  * for the first time with its new policy.
3908  */
3909 static void
3910 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3911 {
3912         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3913
3914         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3915         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3916         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3917         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3918         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3919
3920         /*
3921          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3922          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3923          *
3924          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3925          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3926          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3927          * amount.
3928          *
3929          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3930          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3931          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3932          * before the current scheduling deadline.
3933          *
3934          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3935          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3936          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3937          * consume more than promised.
3938          */
3939 }
3940
3941 /*
3942  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3943  * it calls know not to change it.
3944  */
3945 #define SETPARAM_POLICY -1
3946
3947 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3948                 const struct sched_attr *attr)
3949 {
3950         int policy = attr->sched_policy;
3951
3952         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3953                 policy = p->policy;
3954
3955         p->policy = policy;
3956
3957         if (dl_policy(policy))
3958                 __setparam_dl(p, attr);
3959         else if (fair_policy(policy))
3960                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3961
3962         /*
3963          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3964          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3965          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3966          */
3967         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3968         p->normal_prio = normal_prio(p);
3969         set_load_weight(p);
3970 }
3971
3972 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3973 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3974                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3975 {
3976         __setscheduler_params(p, attr);
3977
3978         /*
3979          * Keep a potential priority boosting if called from
3980          * sched_setscheduler().
3981          */
3982         if (keep_boost)
3983                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3984         else
3985                 p->prio = normal_prio(p);
3986
3987         if (dl_prio(p->prio))
3988                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3989         else if (rt_prio(p->prio))
3990                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3991         else
3992                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3993 }
3994
3995 static void
3996 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3997 {
3998         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3999
4000         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4001         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4002         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4003         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4004         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4005 }
4006
4007 /*
4008  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4009  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4010  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4011  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4012  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4013  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4014  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4015  * sched_period, as the latter can be zero).
4016  */
4017 static bool
4018 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4019 {
4020         /* deadline != 0 */
4021         if (attr->sched_deadline == 0)
4022                 return false;
4023
4024         /*
4025          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4026          * that big.
4027          */
4028         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4029                 return false;
4030
4031         /*
4032          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4033          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4034          */
4035         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4036             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4037                 return false;
4038
4039         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4040         if ((attr->sched_period != 0 &&
4041              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4042             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4043                 return false;
4044
4045         return true;
4046 }
4047
4048 /*
4049  * check the target process has a UID that matches the current process's
4050  */
4051 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4052 {
4053         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4054         bool match;
4055
4056         rcu_read_lock();
4057         pcred = __task_cred(p);
4058         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4059                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4060         rcu_read_unlock();
4061         return match;
4062 }
4063
4064 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4065                 const struct sched_attr *attr)
4066 {
4067         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4068
4069         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4070                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4071                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4072                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4073                 return true;
4074
4075         return false;
4076 }
4077
4078 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4079                                 const struct sched_attr *attr,
4080                                 bool user, bool pi)
4081 {
4082         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4083                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4084         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4085         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4086         const struct sched_class *prev_class;
4087         struct rq_flags rf;
4088         int reset_on_fork;
4089         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4090         struct rq *rq;
4091
4092         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4093         BUG_ON(in_interrupt());
4094 recheck:
4095         /* double check policy once rq lock held */
4096         if (policy < 0) {
4097                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4098                 policy = oldpolicy = p->policy;
4099         } else {
4100                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4101
4102                 if (!valid_policy(policy))
4103                         return -EINVAL;
4104         }
4105
4106         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4107                 return -EINVAL;
4108
4109         /*
4110          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4111          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4112          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4113          */
4114         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4115             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4116                 return -EINVAL;
4117         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4118             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4119                 return -EINVAL;
4120
4121         /*
4122          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4123          */
4124         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4125                 if (fair_policy(policy)) {
4126                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4127                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4128                                 return -EPERM;
4129                 }
4130
4131                 if (rt_policy(policy)) {
4132                         unsigned long rlim_rtprio =
4133                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4134
4135                         /* can't set/change the rt policy */
4136                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4137                                 return -EPERM;
4138
4139                         /* can't increase priority */
4140                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4141                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4142                                 return -EPERM;
4143                 }
4144
4145                  /*
4146                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4147                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4148                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4149                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4150                   */
4151                 if (dl_policy(policy))
4152                         return -EPERM;
4153
4154                 /*
4155                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4156                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4157                  */
4158                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4159                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4160                                 return -EPERM;
4161                 }
4162
4163                 /* can't change other user's priorities */
4164                 if (!check_same_owner(p))
4165                         return -EPERM;
4166
4167                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4168                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4169                         return -EPERM;
4170         }
4171
4172         if (user) {
4173                 retval = security_task_setscheduler(p);
4174                 if (retval)
4175                         return retval;
4176         }
4177
4178         /*
4179          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4180          * changing the priority of the task:
4181          *
4182          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4183          * runqueue lock must be held.
4184          */
4185         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4186
4187         /*
4188          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4189          */
4190         if (p == rq->stop) {
4191                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4192                 return -EINVAL;
4193         }
4194
4195         /*
4196          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4197          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4198          */
4199         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4200                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4201                         goto change;
4202                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4203                         goto change;
4204                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4205                         goto change;
4206
4207                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4208                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4209                 return 0;
4210         }
4211 change:
4212
4213         if (user) {
4214 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4215                 /*
4216                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4217                  * assigned.
4218                  */
4219                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4220                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4221                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4222                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4223                         return -EPERM;
4224                 }
4225 #endif
4226 #ifdef CONFIG_SMP
4227                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4228                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4229
4230                         /*
4231                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4232                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4233                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4234                          */
4235                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4236                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4237                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4238                                 return -EPERM;
4239                         }
4240                 }
4241 #endif
4242         }
4243
4244         /* recheck policy now with rq lock held */
4245         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4246                 policy = oldpolicy = -1;
4247                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4248                 goto recheck;
4249         }
4250
4251         /*
4252          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4253          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4254          * is available.
4255          */
4256         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4257                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4258                 return -EBUSY;
4259         }
4260
4261         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4262         oldprio = p->prio;
4263
4264         if (pi) {
4265                 /*
4266                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4267                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4268                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4269                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4270                  * itself.
4271                  */
4272                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4273                 if (new_effective_prio == oldprio)
4274                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4275         }
4276
4277         queued = task_on_rq_queued(p);
4278         running = task_current(rq, p);
4279         if (queued)
4280                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4281         if (running)
4282                 put_prev_task(rq, p);
4283
4284         prev_class = p->sched_class;
4285         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4286
4287         if (queued) {
4288                 /*
4289                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4290                  * increased (user space view).
4291                  */
4292                 if (oldprio < p->prio)
4293                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4294
4295                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4296         }
4297         if (running)
4298                 set_curr_task(rq, p);
4299
4300         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4301         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4302         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4303
4304         if (pi)
4305                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4306
4307         /*
4308          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4309          */
4310         balance_callback(rq);
4311         preempt_enable();
4312
4313         return 0;
4314 }
4315
4316 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4317                                const struct sched_param *param, bool check)
4318 {
4319         struct sched_attr attr = {
4320                 .sched_policy   = policy,
4321                 .sched_priority = param->sched_priority,
4322                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4323         };
4324
4325         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4326         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4327                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4328                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4329                 attr.sched_policy = policy;
4330         }
4331
4332         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4333 }
4334 /**
4335  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4336  * @p: the task in question.
4337  * @policy: new policy.
4338  * @param: structure containing the new RT priority.
4339  *
4340  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4341  *
4342  * NOTE that the task may be already dead.
4343  */
4344 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4345                        const struct sched_param *param)
4346 {
4347         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4348 }
4349 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4350
4351 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4352 {
4353         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4354 }
4355 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4356
4357 /**
4358  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4359  * @p: the task in question.
4360  * @policy: new policy.
4361  * @param: structure containing the new RT priority.
4362  *
4363  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4364  * current context has permission.  For example, this is needed in
4365  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4366  * but our caller might not have that capability.
4367  *
4368  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4369  */
4370 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4371                                const struct sched_param *param)
4372 {
4373         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4374 }
4375 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4376
4377 static int
4378 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4379 {
4380         struct sched_param lparam;
4381         struct task_struct *p;
4382         int retval;
4383
4384         if (!param || pid < 0)
4385                 return -EINVAL;
4386         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4387                 return -EFAULT;
4388
4389         rcu_read_lock();
4390         retval = -ESRCH;
4391         p = find_process_by_pid(pid);
4392         if (p != NULL)
4393                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4394         rcu_read_unlock();
4395
4396         return retval;
4397 }
4398
4399 /*
4400  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4401  */
4402 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4403                            struct sched_attr *attr)
4404 {
4405         u32 size;
4406         int ret;
4407
4408         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4409                 return -EFAULT;
4410
4411         /*
4412          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4413          */
4414         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4415
4416         ret = get_user(size, &uattr->size);
4417         if (ret)
4418                 return ret;
4419
4420         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4421                 goto err_size;
4422
4423         if (!size)              /* abi compat */
4424                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4425
4426         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4427                 goto err_size;
4428
4429         /*
4430          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4431          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4432          * user-space does not rely on any kernel feature
4433          * extensions we dont know about yet.
4434          */
4435         if (size > sizeof(*attr)) {
4436                 unsigned char __user *addr;
4437                 unsigned char __user *end;
4438                 unsigned char val;
4439
4440                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4441                 end  = (void __user *)uattr + size;
4442
4443                 for (; addr < end; addr++) {
4444                         ret = get_user(val, addr);
4445                         if (ret)
4446                                 return ret;
4447                         if (val)
4448                                 goto err_size;
4449                 }
4450                 size = sizeof(*attr);
4451         }
4452
4453         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4454         if (ret)
4455                 return -EFAULT;
4456
4457         /*
4458          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4459          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4460          */
4461         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4462
4463         return 0;
4464
4465 err_size:
4466         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4467         return -E2BIG;
4468 }
4469
4470 /**
4471  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4472  * @pid: the pid in question.
4473  * @policy: new policy.
4474  * @param: structure containing the new RT priority.
4475  *
4476  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4477  */
4478 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4479                 struct sched_param __user *, param)
4480 {
4481         /* negative values for policy are not valid */
4482         if (policy < 0)
4483                 return -EINVAL;
4484
4485         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4486 }
4487
4488 /**
4489  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4490  * @pid: the pid in question.
4491  * @param: structure containing the new RT priority.
4492  *
4493  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4494  */
4495 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4496 {
4497         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4498 }
4499
4500 /**
4501  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4502  * @pid: the pid in question.
4503  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4504  * @flags: for future extension.
4505  */
4506 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4507                                unsigned int, flags)
4508 {
4509         struct sched_attr attr;
4510         struct task_struct *p;
4511         int retval;
4512
4513         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4514                 return -EINVAL;
4515
4516         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4517         if (retval)
4518                 return retval;
4519
4520         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4521                 return -EINVAL;
4522
4523         rcu_read_lock();
4524         retval = -ESRCH;
4525         p = find_process_by_pid(pid);
4526         if (p != NULL)
4527                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4528         rcu_read_unlock();
4529
4530         return retval;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4535  * @pid: the pid in question.
4536  *
4537  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4538  * code.
4539  */
4540 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4541 {
4542         struct task_struct *p;
4543         int retval;
4544
4545         if (pid < 0)
4546                 return -EINVAL;
4547
4548         retval = -ESRCH;
4549         rcu_read_lock();
4550         p = find_process_by_pid(pid);
4551         if (p) {
4552                 retval = security_task_getscheduler(p);
4553                 if (!retval)
4554                         retval = p->policy
4555                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4556         }
4557         rcu_read_unlock();
4558         return retval;
4559 }
4560
4561 /**
4562  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4563  * @pid: the pid in question.
4564  * @param: structure containing the RT priority.
4565  *
4566  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4567  * code.
4568  */
4569 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4570 {
4571         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4572         struct task_struct *p;
4573         int retval;
4574
4575         if (!param || pid < 0)
4576                 return -EINVAL;
4577
4578         rcu_read_lock();
4579         p = find_process_by_pid(pid);
4580         retval = -ESRCH;
4581         if (!p)
4582                 goto out_unlock;
4583
4584         retval = security_task_getscheduler(p);
4585         if (retval)
4586                 goto out_unlock;
4587
4588         if (task_has_rt_policy(p))
4589                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4590         rcu_read_unlock();
4591
4592         /*
4593          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4594          */
4595         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4596
4597         return retval;
4598
4599 out_unlock:
4600         rcu_read_unlock();
4601         return retval;
4602 }
4603
4604 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4605                            struct sched_attr *attr,
4606                            unsigned int usize)
4607 {
4608         int ret;
4609
4610         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4611                 return -EFAULT;
4612
4613         /*
4614          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4615          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4616          * user-space does not get uncomplete information.
4617          */
4618         if (usize < sizeof(*attr)) {
4619                 unsigned char *addr;
4620                 unsigned char *end;
4621
4622                 addr = (void *)attr + usize;
4623                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4624
4625                 for (; addr < end; addr++) {
4626                         if (*addr)
4627                                 return -EFBIG;
4628                 }
4629
4630                 attr->size = usize;
4631         }
4632
4633         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4634         if (ret)
4635                 return -EFAULT;
4636
4637         return 0;
4638 }
4639
4640 /**
4641  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4642  * @pid: the pid in question.
4643  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4644  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4645  * @flags: for future extension.
4646  */
4647 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4648                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4649 {
4650         struct sched_attr attr = {
4651                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4652         };
4653         struct task_struct *p;
4654         int retval;
4655
4656         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4657             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4658                 return -EINVAL;
4659
4660         rcu_read_lock();
4661         p = find_process_by_pid(pid);
4662         retval = -ESRCH;
4663         if (!p)
4664                 goto out_unlock;
4665
4666         retval = security_task_getscheduler(p);
4667         if (retval)
4668                 goto out_unlock;
4669
4670         attr.sched_policy = p->policy;
4671         if (p->sched_reset_on_fork)
4672                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4673         if (task_has_dl_policy(p))
4674                 __getparam_dl(p, &attr);
4675         else if (task_has_rt_policy(p))
4676                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4677         else
4678                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4679
4680         rcu_read_unlock();
4681
4682         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4683         return retval;
4684
4685 out_unlock:
4686         rcu_read_unlock();
4687         return retval;
4688 }
4689
4690 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4691 {
4692         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4693         struct task_struct *p;
4694         int retval;
4695
4696         rcu_read_lock();
4697
4698         p = find_process_by_pid(pid);
4699         if (!p) {
4700                 rcu_read_unlock();
4701                 return -ESRCH;
4702         }
4703
4704         /* Prevent p going away */
4705         get_task_struct(p);
4706         rcu_read_unlock();
4707
4708         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4709                 retval = -EINVAL;
4710                 goto out_put_task;
4711         }
4712         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4713                 retval = -ENOMEM;
4714                 goto out_put_task;
4715         }
4716         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4717                 retval = -ENOMEM;
4718                 goto out_free_cpus_allowed;
4719         }
4720         retval = -EPERM;
4721         if (!check_same_owner(p)) {
4722                 rcu_read_lock();
4723                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4724                         rcu_read_unlock();
4725                         goto out_free_new_mask;
4726                 }
4727                 rcu_read_unlock();
4728         }
4729
4730         retval = security_task_setscheduler(p);
4731         if (retval)
4732                 goto out_free_new_mask;
4733
4734
4735         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4736         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4737
4738         /*
4739          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4740          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4741          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4742          * root_domain.
4743          */
4744 #ifdef CONFIG_SMP
4745         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4746                 rcu_read_lock();
4747                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4748                         retval = -EBUSY;
4749                         rcu_read_unlock();
4750                         goto out_free_new_mask;
4751                 }
4752                 rcu_read_unlock();
4753         }
4754 #endif
4755 again:
4756         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4757
4758         if (!retval) {
4759                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4760                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4761                         /*
4762                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4763                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4764                          * cpuset's cpus_allowed
4765                          */
4766                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4767                         goto again;
4768                 }
4769         }
4770 out_free_new_mask:
4771         free_cpumask_var(new_mask);
4772 out_free_cpus_allowed:
4773         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4774 out_put_task:
4775         put_task_struct(p);
4776         return retval;
4777 }
4778
4779 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4780                              struct cpumask *new_mask)
4781 {
4782         if (len < cpumask_size())
4783                 cpumask_clear(new_mask);
4784         else if (len > cpumask_size())
4785                 len = cpumask_size();
4786
4787         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4788 }
4789
4790 /**
4791  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4792  * @pid: pid of the process
4793  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4794  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4795  *
4796  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4797  */
4798 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4799                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4800 {
4801         cpumask_var_t new_mask;
4802         int retval;
4803
4804         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4805                 return -ENOMEM;
4806
4807         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4808         if (retval == 0)
4809                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4810         free_cpumask_var(new_mask);
4811         return retval;
4812 }
4813
4814 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4815 {
4816         struct task_struct *p;
4817         unsigned long flags;
4818         int retval;
4819
4820         rcu_read_lock();
4821
4822         retval = -ESRCH;
4823         p = find_process_by_pid(pid);
4824         if (!p)
4825                 goto out_unlock;
4826
4827         retval = security_task_getscheduler(p);
4828         if (retval)
4829                 goto out_unlock;
4830
4831         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4832         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4833         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4834
4835 out_unlock:
4836         rcu_read_unlock();
4837
4838         return retval;
4839 }
4840
4841 /**
4842  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4843  * @pid: pid of the process
4844  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4845  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4846  *
4847  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4848  * error code otherwise.
4849  */
4850 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4851                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4852 {
4853         int ret;
4854         cpumask_var_t mask;
4855
4856         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4857                 return -EINVAL;
4858         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4859                 return -EINVAL;
4860
4861         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4862                 return -ENOMEM;
4863
4864         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4865         if (ret == 0) {
4866                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4867
4868                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4869                         ret = -EFAULT;
4870                 else
4871                         ret = retlen;
4872         }
4873         free_cpumask_var(mask);
4874
4875         return ret;
4876 }
4877
4878 /**
4879  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4880  *
4881  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4882  * other threads running on this CPU then this function will return.
4883  *
4884  * Return: 0.
4885  */
4886 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4887 {
4888         struct rq *rq = this_rq_lock();
4889
4890         schedstat_inc(rq->yld_count);
4891         current->sched_class->yield_task(rq);
4892
4893         /*
4894          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4895          * no need to preempt or enable interrupts:
4896          */
4897         __release(rq->lock);
4898         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4899         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4900         sched_preempt_enable_no_resched();
4901
4902         schedule();
4903
4904         return 0;
4905 }
4906
4907 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4908 int __sched _cond_resched(void)
4909 {
4910         if (should_resched(0)) {
4911                 preempt_schedule_common();
4912                 return 1;
4913         }
4914         return 0;
4915 }
4916 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4917 #endif
4918
4919 /*
4920  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4921  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4922  *
4923  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4924  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4925  * spin_unlock(), once by hand).
4926  */
4927 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4928 {
4929         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4930         int ret = 0;
4931
4932         lockdep_assert_held(lock);
4933
4934         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4935                 spin_unlock(lock);
4936                 if (resched)
4937                         preempt_schedule_common();
4938                 else
4939                         cpu_relax();
4940                 ret = 1;
4941                 spin_lock(lock);
4942         }
4943         return ret;
4944 }
4945 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4946
4947 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4948 {
4949         BUG_ON(!in_softirq());
4950
4951         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4952                 local_bh_enable();
4953                 preempt_schedule_common();
4954                 local_bh_disable();
4955                 return 1;
4956         }
4957         return 0;
4958 }
4959 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4960
4961 /**
4962  * yield - yield the current processor to other threads.
4963  *
4964  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4965  *
4966  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4967  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4968  * it, its already broken.
4969  *
4970  * Typical broken usage is:
4971  *
4972  * while (!event)
4973  *      yield();
4974  *
4975  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4976  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4977  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4978  *
4979  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4980  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4981  * If you still want to use yield(), do not!
4982  */
4983 void __sched yield(void)
4984 {
4985         set_current_state(TASK_RUNNING);
4986         sys_sched_yield();
4987 }
4988 EXPORT_SYMBOL(yield);
4989
4990 /**
4991  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4992  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4993  * processor it's on.
4994  * @p: target task
4995  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4996  *
4997  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4998  * can't go away on us before we can do any checks.
4999  *
5000  * Return:
5001  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5002  *      false (0) if we failed to boost the target.
5003  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5004  */
5005 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5006 {
5007         struct task_struct *curr = current;
5008         struct rq *rq, *p_rq;
5009         unsigned long flags;
5010         int yielded = 0;
5011
5012         local_irq_save(flags);
5013         rq = this_rq();
5014
5015 again:
5016         p_rq = task_rq(p);
5017         /*
5018          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5019          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5020          */
5021         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5022                 yielded = -ESRCH;
5023                 goto out_irq;
5024         }
5025
5026         double_rq_lock(rq, p_rq);
5027         if (task_rq(p) != p_rq) {
5028                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5029                 goto again;
5030         }
5031
5032         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5033                 goto out_unlock;
5034
5035         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5036                 goto out_unlock;
5037
5038         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5039                 goto out_unlock;
5040
5041         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5042         if (yielded) {
5043                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5044                 /*
5045                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5046                  * fairness.
5047                  */
5048                 if (preempt && rq != p_rq)
5049                         resched_curr(p_rq);
5050         }
5051
5052 out_unlock:
5053         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5054 out_irq:
5055         local_irq_restore(flags);
5056
5057         if (yielded > 0)
5058                 schedule();
5059
5060         return yielded;
5061 }
5062 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5063
5064 /*
5065  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5066  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5067  */
5068 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5069 {
5070         int old_iowait = current->in_iowait;
5071         struct rq *rq;
5072         long ret;
5073
5074         current->in_iowait = 1;
5075         blk_schedule_flush_plug(current);
5076
5077         delayacct_blkio_start();
5078         rq = raw_rq();
5079         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5080         ret = schedule_timeout(timeout);
5081         current->in_iowait = old_iowait;
5082         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5083         delayacct_blkio_end();
5084
5085         return ret;
5086 }
5087 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5088
5089 /**
5090  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5091  * @policy: scheduling class.
5092  *
5093  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5094  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5095  * On failure, a negative error code is returned.
5096  */
5097 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5098 {
5099         int ret = -EINVAL;
5100
5101         switch (policy) {
5102         case SCHED_FIFO:
5103         case SCHED_RR:
5104                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5105                 break;
5106         case SCHED_DEADLINE:
5107         case SCHED_NORMAL:
5108         case SCHED_BATCH:
5109         case SCHED_IDLE:
5110                 ret = 0;
5111                 break;
5112         }
5113         return ret;
5114 }
5115
5116 /**
5117  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5118  * @policy: scheduling class.
5119  *
5120  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5121  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5122  * On failure, a negative error code is returned.
5123  */
5124 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5125 {
5126         int ret = -EINVAL;
5127
5128         switch (policy) {
5129         case SCHED_FIFO:
5130         case SCHED_RR:
5131                 ret = 1;
5132                 break;
5133         case SCHED_DEADLINE:
5134         case SCHED_NORMAL:
5135         case SCHED_BATCH:
5136         case SCHED_IDLE:
5137                 ret = 0;
5138         }
5139         return ret;
5140 }
5141
5142 /**
5143  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5144  * @pid: pid of the process.
5145  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5146  *
5147  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5148  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5149  *
5150  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5151  * an error code.
5152  */
5153 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5154                 struct timespec __user *, interval)
5155 {
5156         struct task_struct *p;
5157         unsigned int time_slice;
5158         struct rq_flags rf;
5159         struct timespec t;
5160         struct rq *rq;
5161         int retval;
5162
5163         if (pid < 0)
5164                 return -EINVAL;
5165
5166         retval = -ESRCH;
5167         rcu_read_lock();
5168         p = find_process_by_pid(pid);
5169         if (!p)
5170                 goto out_unlock;
5171
5172         retval = security_task_getscheduler(p);
5173         if (retval)
5174                 goto out_unlock;
5175
5176         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5177         time_slice = 0;
5178         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5179                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5180         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5181
5182         rcu_read_unlock();
5183         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5184         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5185         return retval;
5186
5187 out_unlock:
5188         rcu_read_unlock();
5189         return retval;
5190 }
5191
5192 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5193
5194 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5195 {
5196         unsigned long free = 0;
5197         int ppid;
5198         unsigned long state = p->state;
5199
5200         if (!try_get_task_stack(p))
5201                 return;
5202         if (state)
5203                 state = __ffs(state) + 1;
5204         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5205                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5206         if (state == TASK_RUNNING)
5207                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5208 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5209         free = stack_not_used(p);
5210 #endif
5211         ppid = 0;
5212         rcu_read_lock();
5213         if (pid_alive(p))
5214                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5215         rcu_read_unlock();
5216         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5217                 task_pid_nr(p), ppid,
5218                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5219
5220         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5221         show_stack(p, NULL);
5222         put_task_stack(p);
5223 }
5224
5225 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5226 {
5227         struct task_struct *g, *p;
5228
5229 #if BITS_PER_LONG == 32
5230         printk(KERN_INFO
5231                 "  task                PC stack   pid father\n");
5232 #else
5233         printk(KERN_INFO
5234                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5235 #endif
5236         rcu_read_lock();
5237         for_each_process_thread(g, p) {
5238                 /*
5239                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5240                  * console might take a lot of time:
5241                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5242                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5243                  * an IPI.
5244                  */
5245                 touch_nmi_watchdog();
5246                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5247                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5248                         sched_show_task(p);
5249         }
5250
5251 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5252         if (!state_filter)
5253                 sysrq_sched_debug_show();
5254 #endif
5255         rcu_read_unlock();
5256         /*
5257          * Only show locks if all tasks are dumped:
5258          */
5259         if (!state_filter)
5260                 debug_show_all_locks();
5261 }
5262
5263 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5264 {
5265         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5266 }
5267
5268 /**
5269  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5270  * @idle: task in question
5271  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5272  *
5273  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5274  * flag, to make booting more robust.
5275  */
5276 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5277 {
5278         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5279         unsigned long flags;
5280
5281         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5282         raw_spin_lock(&rq->lock);
5283
5284         __sched_fork(0, idle);
5285         idle->state = TASK_RUNNING;
5286         idle->se.exec_start = sched_clock();
5287         idle->flags |= PF_IDLE;
5288
5289         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5290
5291 #ifdef CONFIG_SMP
5292         /*
5293          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5294          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5295          *
5296          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5297          */
5298         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5299 #endif
5300         /*
5301          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5302          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5303          * lockdep check in task_group() will fail.
5304          *
5305          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5306          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5307          *
5308          * Silence PROVE_RCU
5309          */
5310         rcu_read_lock();
5311         __set_task_cpu(idle, cpu);
5312         rcu_read_unlock();
5313
5314         rq->curr = rq->idle = idle;
5315         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5316 #ifdef CONFIG_SMP
5317         idle->on_cpu = 1;
5318 #endif
5319         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5320         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5321
5322         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5323         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5324
5325         /*
5326          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5327          */
5328         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5329         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5330         vtime_init_idle(idle, cpu);
5331 #ifdef CONFIG_SMP
5332         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5333 #endif
5334 }
5335
5336 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5337                               const struct cpumask *trial)
5338 {
5339         int ret = 1, trial_cpus;
5340         struct dl_bw *cur_dl_b;
5341         unsigned long flags;
5342
5343         if (!cpumask_weight(cur))
5344                 return ret;
5345
5346         rcu_read_lock_sched();
5347         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5348         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5349
5350         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5351         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5352             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5353                 ret = 0;
5354         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5355         rcu_read_unlock_sched();
5356
5357         return ret;
5358 }
5359
5360 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5361                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5362 {
5363         int ret = 0;
5364
5365         /*
5366          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5367          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5368          * affinity and isolating such threads by their set of
5369          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5370          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5371          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5372          * before cpus_allowed may be changed.
5373          */
5374         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5375                 ret = -EINVAL;
5376                 goto out;
5377         }
5378
5379 #ifdef CONFIG_SMP
5380         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5381                                               cs_cpus_allowed)) {
5382                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5383                                                         cs_cpus_allowed);
5384                 struct dl_bw *dl_b;
5385                 bool overflow;
5386                 int cpus;
5387                 unsigned long flags;
5388
5389                 rcu_read_lock_sched();
5390                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5391                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5392                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5393                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5394                 if (overflow)
5395                         ret = -EBUSY;
5396                 else {
5397                         /*
5398                          * We reserve space for this task in the destination
5399                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5400                          * We will free resources in the source root_domain
5401                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5402                          */
5403                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5404                 }
5405                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5406                 rcu_read_unlock_sched();
5407
5408         }
5409 #endif
5410 out:
5411         return ret;
5412 }
5413
5414 #ifdef CONFIG_SMP
5415
5416 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5417
5418 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5419 /* Migrate current task p to target_cpu */
5420 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5421 {
5422         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5423         int curr_cpu = task_cpu(p);
5424
5425         if (curr_cpu == target_cpu)
5426                 return 0;
5427
5428         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5429                 return -EINVAL;
5430
5431         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5432
5433         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5434         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5435 }
5436
5437 /*
5438  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5439  * tasks on the runqueues
5440  */
5441 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5442 {
5443         bool queued, running;
5444         struct rq_flags rf;
5445         struct rq *rq;
5446
5447         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5448         queued = task_on_rq_queued(p);
5449         running = task_current(rq, p);
5450
5451         if (queued)
5452                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5453         if (running)
5454                 put_prev_task(rq, p);
5455
5456         p->numa_preferred_nid = nid;
5457
5458         if (queued)
5459                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5460         if (running)
5461                 set_curr_task(rq, p);
5462         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5463 }
5464 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5465
5466 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5467 /*
5468  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5469  * offline.
5470  */
5471 void idle_task_exit(void)
5472 {
5473         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5474
5475         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5476
5477         if (mm != &init_mm) {
5478                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5479                 finish_arch_post_lock_switch();
5480         }
5481         mmdrop(mm);
5482 }
5483
5484 /*
5485  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5486  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5487  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5488  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5489  * calculation.
5490  *
5491  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5492  */
5493 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5494 {
5495         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5496         if (delta)
5497                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5498 }
5499
5500 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5501 {
5502 }
5503
5504 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5505         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5506 };
5507
5508 static struct task_struct fake_task = {
5509         /*
5510          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5511          */
5512         .prio = MAX_PRIO + 1,
5513         .sched_class = &fake_sched_class,
5514 };
5515
5516 /*
5517  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5518  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5519  *
5520  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5521  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5522  * because of lock validation efforts.
5523  */
5524 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5525 {
5526         struct rq *rq = dead_rq;
5527         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5528         struct rq_flags rf;
5529         int dest_cpu;
5530
5531         /*
5532          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5533          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5534          *
5535          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5536          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5537          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5538          * done here.
5539          */
5540         rq->stop = NULL;
5541
5542         /*
5543          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5544          * class method both need to have an up-to-date
5545          * value of rq->clock[_task]
5546          */
5547         update_rq_clock(rq);
5548
5549         for (;;) {
5550                 /*
5551                  * There's this thread running, bail when that's the only
5552                  * remaining thread.
5553                  */
5554                 if (rq->nr_running == 1)
5555                         break;
5556
5557                 /*
5558                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5559                  */
5560                 rq_pin_lock(rq, &rf);
5561                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5562                 BUG_ON(!next);
5563                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5564
5565                 /*
5566                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5567                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5568                  * stabilizes the mask.
5569                  *
5570                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5571                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5572                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5573                  */
5574                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5575                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5576                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5577                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5578
5579                 /*
5580                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5581                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5582                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5583                  */
5584                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5585                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5586                         continue;
5587                 }
5588
5589                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5590                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5591
5592                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5593                 if (rq != dead_rq) {
5594                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5595                         rq = dead_rq;
5596                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5597                 }
5598                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5599         }
5600
5601         rq->stop = stop;
5602 }
5603 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5604
5605 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5606 {
5607         if (!rq->online) {
5608                 const struct sched_class *class;
5609
5610                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5611                 rq->online = 1;
5612
5613                 for_each_class(class) {
5614                         if (class->rq_online)
5615                                 class->rq_online(rq);
5616                 }
5617         }
5618 }
5619
5620 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5621 {
5622         if (rq->online) {
5623                 const struct sched_class *class;
5624
5625                 for_each_class(class) {
5626                         if (class->rq_offline)
5627                                 class->rq_offline(rq);
5628                 }
5629
5630                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5631                 rq->online = 0;
5632         }
5633 }
5634
5635 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5636 {
5637         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5638
5639         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5640 }
5641
5642 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5643
5644 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5645
5646 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5647
5648 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5649 {
5650         sched_debug_enabled = 1;
5651
5652         return 0;
5653 }
5654 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5655
5656 static inline bool sched_debug(void)
5657 {
5658         return sched_debug_enabled;
5659 }
5660
5661 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5662                                   struct cpumask *groupmask)
5663 {
5664         struct sched_group *group = sd->groups;
5665
5666         cpumask_clear(groupmask);
5667
5668         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5669
5670         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5671                 printk("does not load-balance\n");
5672                 if (sd->parent)
5673                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5674                                         " has parent");
5675                 return -1;
5676         }
5677
5678         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5679                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5680
5681         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5682                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5683                                 "CPU%d\n", cpu);
5684         }
5685         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5686                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5687                                 " CPU%d\n", cpu);
5688         }
5689
5690         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5691         do {
5692                 if (!group) {
5693                         printk("\n");
5694                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5695                         break;
5696                 }
5697
5698                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5699                         printk(KERN_CONT "\n");
5700                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5701                         break;
5702                 }
5703
5704                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5705                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5706                         printk(KERN_CONT "\n");
5707                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5708                         break;
5709                 }
5710
5711                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5712
5713                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5714                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5715                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5716                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %lu)",
5717                                 group->sgc->capacity);
5718                 }
5719
5720                 group = group->next;
5721         } while (group != sd->groups);
5722         printk(KERN_CONT "\n");
5723
5724         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5725                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5726
5727         if (sd->parent &&
5728             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5729                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5730                         "of domain->span\n");
5731         return 0;
5732 }
5733
5734 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5735 {
5736         int level = 0;
5737
5738         if (!sched_debug_enabled)
5739                 return;
5740
5741         if (!sd) {
5742                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5743                 return;
5744         }
5745
5746         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5747
5748         for (;;) {
5749                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5750                         break;
5751                 level++;
5752                 sd = sd->parent;
5753                 if (!sd)
5754                         break;
5755         }
5756 }
5757 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5758
5759 # define sched_debug_enabled 0
5760 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5761 static inline bool sched_debug(void)
5762 {
5763         return false;
5764 }
5765 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5766
5767 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5768 {
5769         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5770                 return 1;
5771
5772         /* Following flags need at least 2 groups */
5773         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5774                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5775                          SD_BALANCE_FORK |
5776                          SD_BALANCE_EXEC |
5777                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5778                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5779                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5780                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5781                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5782                         return 0;
5783         }
5784
5785         /* Following flags don't use groups */
5786         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5787                 return 0;
5788
5789         return 1;
5790 }
5791
5792 static int
5793 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5794 {
5795         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5796
5797         if (sd_degenerate(parent))
5798                 return 1;
5799
5800         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5801                 return 0;
5802
5803         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5804         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5805                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5806                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5807                                 SD_BALANCE_FORK |
5808                                 SD_BALANCE_EXEC |
5809                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5810                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5811                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5812                                 SD_PREFER_SIBLING |
5813                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5814                 if (nr_node_ids == 1)
5815                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5816         }
5817         if (~cflags & pflags)
5818                 return 0;
5819
5820         return 1;
5821 }
5822
5823 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5824 {
5825         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5826
5827         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5828         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5829         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5830         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5831         free_cpumask_var(rd->online);
5832         free_cpumask_var(rd->span);
5833         kfree(rd);
5834 }
5835
5836 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5837 {
5838         struct root_domain *old_rd = NULL;
5839         unsigned long flags;
5840
5841         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5842
5843         if (rq->rd) {
5844                 old_rd = rq->rd;
5845
5846                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5847                         set_rq_offline(rq);
5848
5849                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5850
5851                 /*
5852                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5853                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5854                  * in this function:
5855                  */
5856                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5857                         old_rd = NULL;
5858         }
5859
5860         atomic_inc(&rd->refcount);
5861         rq->rd = rd;
5862
5863         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5864         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5865                 set_rq_online(rq);
5866
5867         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5868
5869         if (old_rd)
5870                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5871 }
5872
5873 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5874 {
5875         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5876
5877         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5878                 goto out;
5879         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5880                 goto free_span;
5881         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5882                 goto free_online;
5883         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5884                 goto free_dlo_mask;
5885
5886         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5887         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5888                 goto free_dlo_mask;
5889
5890         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5891                 goto free_rto_mask;
5892         return 0;
5893
5894 free_rto_mask:
5895         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5896 free_dlo_mask:
5897         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5898 free_online:
5899         free_cpumask_var(rd->online);
5900 free_span:
5901         free_cpumask_var(rd->span);
5902 out:
5903         return -ENOMEM;
5904 }
5905
5906 /*
5907  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5908  * members (mimicking the global state we have today).
5909  */
5910 struct root_domain def_root_domain;
5911
5912 static void init_defrootdomain(void)
5913 {
5914         init_rootdomain(&def_root_domain);
5915
5916         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5917 }
5918
5919 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5920 {
5921         struct root_domain *rd;
5922
5923         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5924         if (!rd)
5925                 return NULL;
5926
5927         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5928                 kfree(rd);
5929                 return NULL;
5930         }
5931
5932         return rd;
5933 }
5934
5935 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5936 {
5937         struct sched_group *tmp, *first;
5938
5939         if (!sg)
5940                 return;
5941
5942         first = sg;
5943         do {
5944                 tmp = sg->next;
5945
5946                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5947                         kfree(sg->sgc);
5948
5949                 kfree(sg);
5950                 sg = tmp;
5951         } while (sg != first);
5952 }
5953
5954 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd)
5955 {
5956         /*
5957          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5958          * nuke them all.
5959          */
5960         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5961                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5962         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5963                 kfree(sd->groups->sgc);
5964                 kfree(sd->groups);
5965         }
5966         if (sd->shared && atomic_dec_and_test(&sd->shared->ref))
5967                 kfree(sd->shared);
5968         kfree(sd);
5969 }
5970
5971 static void destroy_sched_domains_rcu(struct rcu_head *rcu)
5972 {
5973         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5974
5975         while (sd) {
5976                 struct sched_domain *parent = sd->parent;
5977                 destroy_sched_domain(sd);
5978                 sd = parent;
5979         }
5980 }
5981
5982 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd)
5983 {
5984         if (sd)
5985                 call_rcu(&sd->rcu, destroy_sched_domains_rcu);
5986 }
5987
5988 /*
5989  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5990  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5991  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5992  *
5993  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5994  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5995  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5996  */
5997 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5998 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5999 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
6000 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
6001 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6002 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6003
6004 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6005 {
6006         struct sched_domain_shared *sds = NULL;
6007         struct sched_domain *sd;
6008         int id = cpu;
6009         int size = 1;
6010
6011         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6012         if (sd) {
6013                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6014                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6015                 sds = sd->shared;
6016         }
6017
6018         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6019         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6020         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6021         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc_shared, cpu), sds);
6022
6023         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6024         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6025
6026         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6027         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6028 }
6029
6030 /*
6031  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6032  * hold the hotplug lock.
6033  */
6034 static void
6035 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6036 {
6037         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6038         struct sched_domain *tmp;
6039
6040         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6041         for (tmp = sd; tmp; ) {
6042                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6043                 if (!parent)
6044                         break;
6045
6046                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6047                         tmp->parent = parent->parent;
6048                         if (parent->parent)
6049                                 parent->parent->child = tmp;
6050                         /*
6051                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6052                          * degenerate parent; the spans match for this
6053                          * so the property transfers.
6054                          */
6055                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6056                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6057                         destroy_sched_domain(parent);
6058                 } else
6059                         tmp = tmp->parent;
6060         }
6061
6062         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6063                 tmp = sd;
6064                 sd = sd->parent;
6065                 destroy_sched_domain(tmp);
6066                 if (sd)
6067                         sd->child = NULL;
6068         }
6069
6070         sched_domain_debug(sd, cpu);
6071
6072         rq_attach_root(rq, rd);
6073         tmp = rq->sd;
6074         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6075         destroy_sched_domains(tmp);
6076
6077         update_top_cache_domain(cpu);
6078 }
6079
6080 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6081 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6082 {
6083         int ret;
6084
6085         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6086         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6087         if (ret) {
6088                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6089                 return 0;
6090         }
6091         return 1;
6092 }
6093 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6094
6095 struct s_data {
6096         struct sched_domain ** __percpu sd;
6097         struct root_domain      *rd;
6098 };
6099
6100 enum s_alloc {
6101         sa_rootdomain,
6102         sa_sd,
6103         sa_sd_storage,
6104         sa_none,
6105 };
6106
6107 /*
6108  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6109  * domain traversal.
6110  *
6111  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6112  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6113  * range.
6114  *
6115  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6116  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6117  * cpu they're built on, so check that.
6118  *
6119  */
6120 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6121 {
6122         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6123         struct sd_data *sdd = sd->private;
6124         struct sched_domain *sibling;
6125         int i;
6126
6127         for_each_cpu(i, span) {
6128                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6129                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6130                         continue;
6131
6132                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6133         }
6134 }
6135
6136 /*
6137  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6138  * of this group that's also in the iteration mask.
6139  */
6140 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6141 {
6142         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6143 }
6144
6145 static int
6146 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6147 {
6148         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6149         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6150         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6151         struct sd_data *sdd = sd->private;
6152         struct sched_domain *sibling;
6153         int i;
6154
6155         cpumask_clear(covered);
6156
6157         for_each_cpu(i, span) {
6158                 struct cpumask *sg_span;
6159
6160                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6161                         continue;
6162
6163                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6164
6165                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6166                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6167                         continue;
6168
6169                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6170                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6171
6172                 if (!sg)
6173                         goto fail;
6174
6175                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6176                 if (sibling->child)
6177                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6178                 else
6179                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6180
6181                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6182
6183                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6184                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6185                         build_group_mask(sd, sg);
6186
6187                 /*
6188                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6189                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6190                  * die on a /0 trap.
6191                  */
6192                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6193                 sg->sgc->min_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6194
6195                 /*
6196                  * Make sure the first group of this domain contains the
6197                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6198                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6199                  */
6200                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6201                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6202                         groups = sg;
6203
6204                 if (!first)
6205                         first = sg;
6206                 if (last)
6207                         last->next = sg;
6208                 last = sg;
6209                 last->next = first;
6210         }
6211         sd->groups = groups;
6212
6213         return 0;
6214
6215 fail:
6216         free_sched_groups(first, 0);
6217
6218         return -ENOMEM;
6219 }
6220
6221 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6222 {
6223         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6224         struct sched_domain *child = sd->child;
6225
6226         if (child)
6227                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6228
6229         if (sg) {
6230                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6231                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6232                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6233         }
6234
6235         return cpu;
6236 }
6237
6238 /*
6239  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6240  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6241  * and ->cpu_capacity to 0.
6242  *
6243  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6244  */
6245 static int
6246 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6247 {
6248         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6249         struct sd_data *sdd = sd->private;
6250         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6251         struct cpumask *covered;
6252         int i;
6253
6254         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6255         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6256
6257         if (cpu != cpumask_first(span))
6258                 return 0;
6259
6260         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6261         covered = sched_domains_tmpmask;
6262
6263         cpumask_clear(covered);
6264
6265         for_each_cpu(i, span) {
6266                 struct sched_group *sg;
6267                 int group, j;
6268
6269                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6270                         continue;
6271
6272                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6273                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6274
6275                 for_each_cpu(j, span) {
6276                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6277                                 continue;
6278
6279                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6280                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6281                 }
6282
6283                 if (!first)
6284                         first = sg;
6285                 if (last)
6286                         last->next = sg;
6287                 last = sg;
6288         }
6289         last->next = first;
6290
6291         return 0;
6292 }
6293
6294 /*
6295  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6296  *
6297  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6298  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6299  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6300  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6301  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6302  * group having less cpu_capacity.
6303  */
6304 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6305 {
6306         struct sched_group *sg = sd->groups;
6307
6308         WARN_ON(!sg);
6309
6310         do {
6311                 int cpu, max_cpu = -1;
6312
6313                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6314
6315                 if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6316                         goto next;
6317
6318                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg)) {
6319                         if (max_cpu < 0)
6320                                 max_cpu = cpu;
6321                         else if (sched_asym_prefer(cpu, max_cpu))
6322                                 max_cpu = cpu;
6323                 }
6324                 sg->asym_prefer_cpu = max_cpu;
6325
6326 next:
6327                 sg = sg->next;
6328         } while (sg != sd->groups);
6329
6330         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6331                 return;
6332
6333         update_group_capacity(sd, cpu);
6334 }
6335
6336 /*
6337  * Initializers for schedule domains
6338  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6339  */
6340
6341 static int default_relax_domain_level = -1;
6342 int sched_domain_level_max;
6343
6344 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6345 {
6346         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6347                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6348
6349         return 1;
6350 }
6351 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6352
6353 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6354                                  struct sched_domain_attr *attr)
6355 {
6356         int request;
6357
6358         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6359                 if (default_relax_domain_level < 0)
6360                         return;
6361                 else
6362                         request = default_relax_domain_level;
6363         } else
6364                 request = attr->relax_domain_level;
6365         if (request < sd->level) {
6366                 /* turn off idle balance on this domain */
6367                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6368         } else {
6369                 /* turn on idle balance on this domain */
6370                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6371         }
6372 }
6373
6374 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6375 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6376
6377 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6378                                  const struct cpumask *cpu_map)
6379 {
6380         switch (what) {
6381         case sa_rootdomain:
6382                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6383                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6384         case sa_sd:
6385                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6386         case sa_sd_storage:
6387                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6388         case sa_none:
6389                 break;
6390         }
6391 }
6392
6393 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6394                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6395 {
6396         memset(d, 0, sizeof(*d));
6397
6398         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6399                 return sa_sd_storage;
6400         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6401         if (!d->sd)
6402                 return sa_sd_storage;
6403         d->rd = alloc_rootdomain();
6404         if (!d->rd)
6405                 return sa_sd;
6406         return sa_rootdomain;
6407 }
6408
6409 /*
6410  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6411  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6412  * will not free the data we're using.
6413  */
6414 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6415 {
6416         struct sd_data *sdd = sd->private;
6417
6418         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6419         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6420
6421         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu))->ref))
6422                 *per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu) = NULL;
6423
6424         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6425                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6426
6427         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6428                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6429 }
6430
6431 #ifdef CONFIG_NUMA
6432 static int sched_domains_numa_levels;
6433 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6434 static int *sched_domains_numa_distance;
6435 int sched_max_numa_distance;
6436 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6437 static int sched_domains_curr_level;
6438 #endif
6439
6440 /*
6441  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6442  *
6443  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6444  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6445  * function:
6446  *
6447  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6448  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6449  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6450  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6451  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6452  *
6453  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6454  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6455  *
6456  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6457  */
6458 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6459         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6460          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6461          SD_NUMA |                      \
6462          SD_ASYM_PACKING |              \
6463          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6464          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6465
6466 static struct sched_domain *
6467 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6468         const struct cpumask *cpu_map,
6469         struct sched_domain *child, int cpu)
6470 {
6471         struct sd_data *sdd = &tl->data;
6472         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6473         int sd_id, sd_weight, sd_flags = 0;
6474
6475 #ifdef CONFIG_NUMA
6476         /*
6477          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6478          */
6479         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6480 #endif
6481
6482         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6483
6484         if (tl->sd_flags)
6485                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6486         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6487                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6488                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6489
6490         *sd = (struct sched_domain){
6491                 .min_interval           = sd_weight,
6492                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6493                 .busy_factor            = 32,
6494                 .imbalance_pct          = 125,
6495
6496                 .cache_nice_tries       = 0,
6497                 .busy_idx               = 0,
6498                 .idle_idx               = 0,
6499                 .newidle_idx            = 0,
6500                 .wake_idx               = 0,
6501                 .forkexec_idx           = 0,
6502
6503                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6504                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6505                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6506                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6507                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6508                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6509                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6510                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6511                                         | 0*SD_SERIALIZE
6512                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6513                                         | 0*SD_NUMA
6514                                         | sd_flags
6515                                         ,
6516
6517                 .last_balance           = jiffies,
6518                 .balance_interval       = sd_weight,
6519                 .smt_gain               = 0,
6520                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6521                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6522                 .child                  = child,
6523 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6524                 .name                   = tl->name,
6525 #endif
6526         };
6527
6528         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6529         sd_id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6530
6531         /*
6532          * Convert topological properties into behaviour.
6533          */
6534
6535         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6536                 struct sched_domain *t = sd;
6537
6538                 for_each_lower_domain(t)
6539                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6540         }
6541
6542         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6543                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6544                 sd->imbalance_pct = 110;
6545                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6546
6547         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6548                 sd->imbalance_pct = 117;
6549                 sd->cache_nice_tries = 1;
6550                 sd->busy_idx = 2;
6551
6552 #ifdef CONFIG_NUMA
6553         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6554                 sd->cache_nice_tries = 2;
6555                 sd->busy_idx = 3;
6556                 sd->idle_idx = 2;
6557
6558                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6559                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6560                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6561                                        SD_BALANCE_FORK |
6562                                        SD_WAKE_AFFINE);
6563                 }
6564
6565 #endif
6566         } else {
6567                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6568                 sd->cache_nice_tries = 1;
6569                 sd->busy_idx = 2;
6570                 sd->idle_idx = 1;
6571         }
6572
6573         /*
6574          * For all levels sharing cache; connect a sched_domain_shared
6575          * instance.
6576          */
6577         if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6578                 sd->shared = *per_cpu_ptr(sdd->sds, sd_id);
6579                 atomic_inc(&sd->shared->ref);
6580                 atomic_set(&sd->shared->nr_busy_cpus, sd_weight);
6581         }
6582
6583         sd->private = sdd;
6584
6585         return sd;
6586 }
6587
6588 /*
6589  * Topology list, bottom-up.
6590  */
6591 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6592 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6593         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6594 #endif
6595 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6596         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6597 #endif
6598         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6599         { NULL, },
6600 };
6601
6602 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6603         default_topology;
6604
6605 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6606         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6607
6608 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6609 {
6610         if (WARN_ON_ONCE(sched_smp_initialized))
6611                 return;
6612
6613         sched_domain_topology = tl;
6614 }
6615
6616 #ifdef CONFIG_NUMA
6617
6618 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6619 {
6620         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6621 }
6622
6623 static void sched_numa_warn(const char *str)
6624 {
6625         static int done = false;
6626         int i,j;
6627
6628         if (done)
6629                 return;
6630
6631         done = true;
6632
6633         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6634
6635         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6636                 printk(KERN_WARNING "  ");
6637                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6638                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6639                 printk(KERN_CONT "\n");
6640         }
6641         printk(KERN_WARNING "\n");
6642 }
6643
6644 bool find_numa_distance(int distance)
6645 {
6646         int i;
6647
6648         if (distance == node_distance(0, 0))
6649                 return true;
6650
6651         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6652                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6653                         return true;
6654         }
6655
6656         return false;
6657 }
6658
6659 /*
6660  * A system can have three types of NUMA topology:
6661  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6662  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6663  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6664  *
6665  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6666  * topology lies in whether communication between not directly
6667  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6668  * could run), or through backplane controllers. This affects
6669  * placement of programs.
6670  *
6671  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6672  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6673  *   is directly connected.
6674  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6675  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6676  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6677  */
6678 static void init_numa_topology_type(void)
6679 {
6680         int a, b, c, n;
6681
6682         n = sched_max_numa_distance;
6683
6684         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6685                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6686                 return;
6687         }
6688
6689         for_each_online_node(a) {
6690                 for_each_online_node(b) {
6691                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6692                         if (node_distance(a, b) < n)
6693                                 continue;
6694
6695                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6696                         for_each_online_node(c) {
6697                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6698                                     node_distance(b, c) < n) {
6699                                         sched_numa_topology_type =
6700                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6701                                         return;
6702                                 }
6703                         }
6704
6705                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6706                         return;
6707                 }
6708         }
6709 }
6710
6711 static void sched_init_numa(void)
6712 {
6713         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6714         struct sched_domain_topology_level *tl;
6715         int level = 0;
6716         int i, j, k;
6717
6718         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6719         if (!sched_domains_numa_distance)
6720                 return;
6721
6722         /*
6723          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6724          * unique distances in the node_distance() table.
6725          *
6726          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6727          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6728          */
6729         next_distance = curr_distance;
6730         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6731                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6732                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6733                                 int distance = node_distance(i, k);
6734
6735                                 if (distance > curr_distance &&
6736                                     (distance < next_distance ||
6737                                      next_distance == curr_distance))
6738                                         next_distance = distance;
6739
6740                                 /*
6741                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6742                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6743                                  * equally connected to A.
6744                                  */
6745                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6746                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6747
6748                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6749                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6750                         }
6751                         if (next_distance != curr_distance) {
6752                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6753                                 sched_domains_numa_levels = level;
6754                                 curr_distance = next_distance;
6755                         } else break;
6756                 }
6757
6758                 /*
6759                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6760                  */
6761                 if (!sched_debug())
6762                         break;
6763         }
6764
6765         if (!level)
6766                 return;
6767
6768         /*
6769          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6770          * identity distance node_distance(i,i).
6771          *
6772          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6773          * numbers.
6774          */
6775
6776         /*
6777          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6778          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6779          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6780          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6781          * in other functions.
6782          *
6783          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6784          */
6785         sched_domains_numa_levels = 0;
6786
6787         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6788         if (!sched_domains_numa_masks)
6789                 return;
6790
6791         /*
6792          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6793          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6794          */
6795         for (i = 0; i < level; i++) {
6796                 sched_domains_numa_masks[i] =
6797                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6798                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6799                         return;
6800
6801                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6802                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6803                         if (!mask)
6804                                 return;
6805
6806                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6807
6808                         for_each_node(k) {
6809                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6810                                         continue;
6811
6812                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6813                         }
6814                 }
6815         }
6816
6817         /* Compute default topology size */
6818         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6819
6820         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6821                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6822         if (!tl)
6823                 return;
6824
6825         /*
6826          * Copy the default topology bits..
6827          */
6828         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6829                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6830
6831         /*
6832          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6833          */
6834         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6835                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6836                         .mask = sd_numa_mask,
6837                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6838                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6839                         .numa_level = j,
6840                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6841                 };
6842         }
6843
6844         sched_domain_topology = tl;
6845
6846         sched_domains_numa_levels = level;
6847         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6848
6849         init_numa_topology_type();
6850 }
6851
6852 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6853 {
6854         int node = cpu_to_node(cpu);
6855         int i, j;
6856
6857         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6858                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6859                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6860                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6861                 }
6862         }
6863 }
6864
6865 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6866 {
6867         int i, j;
6868
6869         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6870                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6871                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6872         }
6873 }
6874
6875 #else
6876 static inline void sched_init_numa(void) { }
6877 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6878 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6879 #endif /* CONFIG_NUMA */
6880
6881 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6882 {
6883         struct sched_domain_topology_level *tl;
6884         int j;
6885
6886         for_each_sd_topology(tl) {
6887                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6888
6889                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6890                 if (!sdd->sd)
6891                         return -ENOMEM;
6892
6893                 sdd->sds = alloc_percpu(struct sched_domain_shared *);
6894                 if (!sdd->sds)
6895                         return -ENOMEM;
6896
6897                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6898                 if (!sdd->sg)
6899                         return -ENOMEM;
6900
6901                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6902                 if (!sdd->sgc)
6903                         return -ENOMEM;
6904
6905                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6906                         struct sched_domain *sd;
6907                         struct sched_domain_shared *sds;
6908                         struct sched_group *sg;
6909                         struct sched_group_capacity *sgc;
6910
6911                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6912                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6913                         if (!sd)
6914                                 return -ENOMEM;
6915
6916                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6917
6918                         sds = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain_shared),
6919                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6920                         if (!sds)
6921                                 return -ENOMEM;
6922
6923                         *per_cpu_ptr(sdd->sds, j) = sds;
6924
6925                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6926                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6927                         if (!sg)
6928                                 return -ENOMEM;
6929
6930                         sg->next = sg;
6931
6932                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6933
6934                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6935                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6936                         if (!sgc)
6937                                 return -ENOMEM;
6938
6939                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6940                 }
6941         }
6942
6943         return 0;
6944 }
6945
6946 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6947 {
6948         struct sched_domain_topology_level *tl;
6949         int j;
6950
6951         for_each_sd_topology(tl) {
6952                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6953
6954                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6955                         struct sched_domain *sd;
6956
6957                         if (sdd->sd) {
6958                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6959                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6960                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6961                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6962                         }
6963
6964                         if (sdd->sds)
6965                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sds, j));
6966                         if (sdd->sg)
6967                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6968                         if (sdd->sgc)
6969                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6970                 }
6971                 free_percpu(sdd->sd);
6972                 sdd->sd = NULL;
6973                 free_percpu(sdd->sds);
6974                 sdd->sds = NULL;
6975                 free_percpu(sdd->sg);
6976                 sdd->sg = NULL;
6977                 free_percpu(sdd->sgc);
6978                 sdd->sgc = NULL;
6979         }
6980 }
6981
6982 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6983                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6984                 struct sched_domain *child, int cpu)
6985 {
6986         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu_map, child, cpu);
6987
6988         if (child) {
6989                 sd->level = child->level + 1;
6990                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6991                 child->parent = sd;
6992
6993                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6994                                     sched_domain_span(sd))) {
6995                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6996 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6997                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6998                                         child->name, sd->name);
6999 #endif
7000                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7001                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7002                                    sched_domain_span(sd),
7003                                    sched_domain_span(child));
7004                 }
7005
7006         }
7007         set_domain_attribute(sd, attr);
7008
7009         return sd;
7010 }
7011
7012 /*
7013  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7014  * to the individual cpus
7015  */
7016 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7017                                struct sched_domain_attr *attr)
7018 {
7019         enum s_alloc alloc_state;
7020         struct sched_domain *sd;
7021         struct s_data d;
7022         struct rq *rq = NULL;
7023         int i, ret = -ENOMEM;
7024
7025         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7026         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7027                 goto error;
7028
7029         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7030         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7031                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7032
7033                 sd = NULL;
7034                 for_each_sd_topology(tl) {
7035                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7036                         if (tl == sched_domain_topology)
7037                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7038                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7039                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7040                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7041                                 break;
7042                 }
7043         }
7044
7045         /* Build the groups for the domains */
7046         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7047                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7048                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7049                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7050                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7051                                         goto error;
7052                         } else {
7053                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7054                                         goto error;
7055                         }
7056                 }
7057         }
7058
7059         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7060         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7061                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7062                         continue;
7063
7064                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7065                         claim_allocations(i, sd);
7066                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7067                 }
7068         }
7069
7070         /* Attach the domains */
7071         rcu_read_lock();
7072         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7073                 rq = cpu_rq(i);
7074                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7075
7076                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
7077                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
7078                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
7079
7080                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7081         }
7082         rcu_read_unlock();
7083
7084         if (rq && sched_debug_enabled) {
7085                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
7086                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
7087         }
7088
7089         ret = 0;
7090 error:
7091         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7092         return ret;
7093 }
7094
7095 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7096 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7097 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7098                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7099
7100 /*
7101  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7102  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7103  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7104  */
7105 static cpumask_var_t fallback_doms;
7106
7107 /*
7108  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7109  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7110  * or 0 if it stayed the same.
7111  */
7112 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7113 {
7114         return 0;
7115 }
7116
7117 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7118 {
7119         int i;
7120         cpumask_var_t *doms;
7121
7122         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7123         if (!doms)
7124                 return NULL;
7125         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7126                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7127                         free_sched_domains(doms, i);
7128                         return NULL;
7129                 }
7130         }
7131         return doms;
7132 }
7133
7134 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7135 {
7136         unsigned int i;
7137         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7138                 free_cpumask_var(doms[i]);
7139         kfree(doms);
7140 }
7141
7142 /*
7143  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7144  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7145  * exclude other special cases in the future.
7146  */
7147 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7148 {
7149         int err;
7150
7151         arch_update_cpu_topology();
7152         ndoms_cur = 1;
7153         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7154         if (!doms_cur)
7155                 doms_cur = &fallback_doms;
7156         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7157         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7158         register_sched_domain_sysctl();
7159
7160         return err;
7161 }
7162
7163 /*
7164  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7165  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7166  */
7167 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7168 {
7169         int i;
7170
7171         rcu_read_lock();
7172         for_each_cpu(i, cpu_map)
7173                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7174         rcu_read_unlock();
7175 }
7176
7177 /* handle null as "default" */
7178 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7179                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7180 {
7181         struct sched_domain_attr tmp;
7182
7183         /* fast path */
7184         if (!new && !cur)
7185                 return 1;
7186
7187         tmp = SD_ATTR_INIT;
7188         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7189                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7190                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7191 }
7192
7193 /*
7194  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7195  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7196  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7197  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7198  *
7199  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7200  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7201  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7202  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7203  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7204  * it as it is.
7205  *
7206  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7207  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7208  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7209  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7210  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7211  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7212  *
7213  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7214  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7215  * and it will not create the default domain.
7216  *
7217  * Call with hotplug lock held
7218  */
7219 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7220                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7221 {
7222         int i, j, n;
7223         int new_topology;
7224
7225         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7226
7227         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7228         unregister_sched_domain_sysctl();
7229
7230         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7231         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7232
7233         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7234
7235         /* Destroy deleted domains */
7236         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7237                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7238                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7239                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7240                                 goto match1;
7241                 }
7242                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7243                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7244 match1:
7245                 ;
7246         }
7247
7248         n = ndoms_cur;
7249         if (doms_new == NULL) {
7250                 n = 0;
7251                 doms_new = &fallback_doms;
7252                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7253                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7254         }
7255
7256         /* Build new domains */
7257         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7258                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7259                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7260                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7261                                 goto match2;
7262                 }
7263                 /* no match - add a new doms_new */
7264                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7265 match2:
7266                 ;
7267         }
7268
7269         /* Remember the new sched domains */
7270         if (doms_cur != &fallback_doms)
7271                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7272         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7273         doms_cur = doms_new;
7274         dattr_cur = dattr_new;
7275         ndoms_cur = ndoms_new;
7276
7277         register_sched_domain_sysctl();
7278
7279         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7280 }
7281
7282 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7283
7284 /*
7285  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7286  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7287  * around partition_sched_domains().
7288  *
7289  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7290  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7291  */
7292 static void cpuset_cpu_active(void)
7293 {
7294         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7295                 /*
7296                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7297                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7298                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7299                  * domain, ignoring cpusets.
7300                  */
7301                 num_cpus_frozen--;
7302                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7303                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7304                         return;
7305                 }
7306                 /*
7307                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7308                  * restore the original sched domains by considering the
7309                  * cpuset configurations.
7310                  */
7311         }
7312         cpuset_update_active_cpus(true);
7313 }
7314
7315 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7316 {
7317         unsigned long flags;
7318         struct dl_bw *dl_b;
7319         bool overflow;
7320         int cpus;
7321
7322         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7323                 rcu_read_lock_sched();
7324                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7325
7326                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7327                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7328                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7329                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7330
7331                 rcu_read_unlock_sched();
7332
7333                 if (overflow)
7334                         return -EBUSY;
7335                 cpuset_update_active_cpus(false);
7336         } else {
7337                 num_cpus_frozen++;
7338                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7339         }
7340         return 0;
7341 }
7342
7343 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7344 {
7345         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7346         unsigned long flags;
7347
7348         set_cpu_active(cpu, true);
7349
7350         if (sched_smp_initialized) {
7351                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7352                 cpuset_cpu_active();
7353         }
7354
7355         /*
7356          * Put the rq online, if not already. This happens:
7357          *
7358          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7359          *    after all cpus have been brought up.
7360          *
7361          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7362          *    domains.
7363          */
7364         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7365         if (rq->rd) {
7366                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7367                 set_rq_online(rq);
7368         }
7369         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7370
7371         update_max_interval();
7372
7373         return 0;
7374 }
7375
7376 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7377 {
7378         int ret;
7379
7380         set_cpu_active(cpu, false);
7381         /*
7382          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7383          * users of this state to go away such that all new such users will
7384          * observe it.
7385          *
7386          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7387          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7388          *
7389          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7390          */
7391         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7392                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7393         else
7394                 synchronize_rcu();
7395
7396         if (!sched_smp_initialized)
7397                 return 0;
7398
7399         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7400         if (ret) {
7401                 set_cpu_active(cpu, true);
7402                 return ret;
7403         }
7404         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7405         return 0;
7406 }
7407
7408 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7409 {
7410         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7411
7412         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7413         update_max_interval();
7414 }
7415
7416 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7417 {
7418         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7419         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7420         return 0;
7421 }
7422
7423 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7424 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7425 {
7426         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7427         unsigned long flags;
7428
7429         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7430         sched_ttwu_pending();
7431         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7432         if (rq->rd) {
7433                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7434                 set_rq_offline(rq);
7435         }
7436         migrate_tasks(rq);
7437         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7438         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7439         calc_load_migrate(rq);
7440         update_max_interval();
7441         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7442         hrtick_clear(rq);
7443         return 0;
7444 }
7445 #endif
7446
7447 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7448 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7449
7450 static void sched_init_smt(void)
7451 {
7452         /*
7453          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
7454          * has SMT siblings, CPU0 will too.
7455          */
7456         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
7457                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
7458 }
7459 #else
7460 static inline void sched_init_smt(void) { }
7461 #endif
7462
7463 void __init sched_init_smp(void)
7464 {
7465         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7466
7467         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7468         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7469
7470         sched_init_numa();
7471
7472         /*
7473          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7474          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7475          * happen.
7476          */
7477         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7478         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7479         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7480         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7481                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7482         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7483
7484         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7485         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7486                 BUG();
7487         sched_init_granularity();
7488         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7489
7490         init_sched_rt_class();
7491         init_sched_dl_class();
7492
7493         sched_init_smt();
7494
7495         sched_smp_initialized = true;
7496 }
7497
7498 static int __init migration_init(void)
7499 {
7500         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7501         return 0;
7502 }
7503 early_initcall(migration_init);
7504
7505 #else
7506 void __init sched_init_smp(void)
7507 {
7508         sched_init_granularity();
7509 }
7510 #endif /* CONFIG_SMP */
7511
7512 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7513 {
7514         return in_lock_functions(addr) ||
7515                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7516                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7517 }
7518
7519 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7520 /*
7521  * Default task group.
7522  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7523  */
7524 struct task_group root_task_group;
7525 LIST_HEAD(task_groups);
7526
7527 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7528 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7529 #endif
7530
7531 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7532 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7533
7534 #define WAIT_TABLE_BITS 8
7535 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
7536 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
7537
7538 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
7539 {
7540         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
7541         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
7542
7543         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
7544 }
7545 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
7546
7547 void __init sched_init(void)
7548 {
7549         int i, j;
7550         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7551
7552         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
7553                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
7554
7555 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7556         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7557 #endif
7558 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7559         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7560 #endif
7561         if (alloc_size) {
7562                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7563
7564 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7565                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7566                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7567
7568                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7569                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7570
7571 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7572 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7573                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7574                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7575
7576                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7577                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7578
7579 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7580         }
7581 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7582         for_each_possible_cpu(i) {
7583                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7584                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7585                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7586                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7587         }
7588 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7589
7590         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7591                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7592         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7593                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7594
7595 #ifdef CONFIG_SMP
7596         init_defrootdomain();
7597 #endif
7598
7599 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7600         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7601                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7602 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7603
7604 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7605         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7606
7607         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7608         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7609         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7610         autogroup_init(&init_task);
7611 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7612
7613         for_each_possible_cpu(i) {
7614                 struct rq *rq;
7615
7616                 rq = cpu_rq(i);
7617                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7618                 rq->nr_running = 0;
7619                 rq->calc_load_active = 0;
7620                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7621                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7622                 init_rt_rq(&rq->rt);
7623                 init_dl_rq(&rq->dl);
7624 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7625                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7626                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7627                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7628                 /*
7629                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7630                  *
7631                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7632                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7633                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7634                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7635                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7636                  * (se->load.weight).
7637                  *
7638                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7639                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7640                  * then A0's share of the cpu resource is:
7641                  *
7642                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7643                  *
7644                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7645                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7646                  */
7647                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7648                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7649 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7650
7651                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7652 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7653                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7654 #endif
7655
7656                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7657                         rq->cpu_load[j] = 0;
7658
7659 #ifdef CONFIG_SMP
7660                 rq->sd = NULL;
7661                 rq->rd = NULL;
7662                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7663                 rq->balance_callback = NULL;
7664                 rq->active_balance = 0;
7665                 rq->next_balance = jiffies;
7666                 rq->push_cpu = 0;
7667                 rq->cpu = i;
7668                 rq->online = 0;
7669                 rq->idle_stamp = 0;
7670                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7671                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7672
7673                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7674
7675                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7676 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7677                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7678                 rq->nohz_flags = 0;
7679 #endif
7680 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7681                 rq->last_sched_tick = 0;
7682 #endif
7683 #endif /* CONFIG_SMP */
7684                 init_rq_hrtick(rq);
7685                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7686         }
7687
7688         set_load_weight(&init_task);
7689
7690         /*
7691          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7692          */
7693         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7694         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7695
7696         /*
7697          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7698          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7699          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7700          * when this runqueue becomes "idle".
7701          */
7702         init_idle(current, smp_processor_id());
7703
7704         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7705
7706 #ifdef CONFIG_SMP
7707         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7708         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7709         if (cpu_isolated_map == NULL)
7710                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7711         idle_thread_set_boot_cpu();
7712         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7713 #endif
7714         init_sched_fair_class();
7715
7716         init_schedstats();
7717
7718         scheduler_running = 1;
7719 }
7720
7721 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7722 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7723 {
7724         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7725
7726         return (nested == preempt_offset);
7727 }
7728
7729 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7730 {
7731         /*
7732          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7733          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7734          * otherwise we will destroy state.
7735          */
7736         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7737                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7738                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7739                         current->state,
7740                         (void *)current->task_state_change,
7741                         (void *)current->task_state_change);
7742
7743         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7744 }
7745 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7746
7747 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7748 {
7749         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7750         unsigned long preempt_disable_ip;
7751
7752         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7753         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7754              !is_idle_task(current)) ||
7755             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7756                 return;
7757         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7758                 return;
7759         prev_jiffy = jiffies;
7760
7761         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7762         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7763
7764         printk(KERN_ERR
7765                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7766                         file, line);
7767         printk(KERN_ERR
7768                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7769                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7770                         current->pid, current->comm);
7771
7772         if (task_stack_end_corrupted(current))
7773                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7774
7775         debug_show_held_locks(current);
7776         if (irqs_disabled())
7777                 print_irqtrace_events(current);
7778         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7779             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7780                 pr_err("Preemption disabled at:");
7781                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7782                 pr_cont("\n");
7783         }
7784         dump_stack();
7785         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7786 }
7787 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7788 #endif
7789
7790 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7791 void normalize_rt_tasks(void)
7792 {
7793         struct task_struct *g, *p;
7794         struct sched_attr attr = {
7795                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7796         };
7797
7798         read_lock(&tasklist_lock);
7799         for_each_process_thread(g, p) {
7800                 /*
7801                  * Only normalize user tasks:
7802                  */
7803                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7804                         continue;
7805
7806                 p->se.exec_start = 0;
7807                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7808                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7809                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7810
7811                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7812                         /*
7813                          * Renice negative nice level userspace
7814                          * tasks back to 0:
7815                          */
7816                         if (task_nice(p) < 0)
7817                                 set_user_nice(p, 0);
7818                         continue;
7819                 }
7820
7821                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7822         }
7823         read_unlock(&tasklist_lock);
7824 }
7825
7826 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7827
7828 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7829 /*
7830  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7831  *
7832  * They can only be called when the whole system has been
7833  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7834  * activity can take place. Using them for anything else would
7835  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7836  * under any other configuration.
7837  */
7838
7839 /**
7840  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7841  * @cpu: the processor in question.
7842  *
7843  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7844  *
7845  * Return: The current task for @cpu.
7846  */
7847 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7848 {
7849         return cpu_curr(cpu);
7850 }
7851
7852 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7853
7854 #ifdef CONFIG_IA64
7855 /**
7856  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7857  * @cpu: the processor in question.
7858  * @p: the task pointer to set.
7859  *
7860  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7861  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7862  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7863  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7864  * and caller must save the original value of the current task (see
7865  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7866  * re-starting the system.
7867  *
7868  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7869  */
7870 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7871 {
7872         cpu_curr(cpu) = p;
7873 }
7874
7875 #endif
7876
7877 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7878 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7879 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7880
7881 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7882 {
7883         free_fair_sched_group(tg);
7884         free_rt_sched_group(tg);
7885         autogroup_free(tg);
7886         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7887 }
7888
7889 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7890 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7891 {
7892         struct task_group *tg;
7893
7894         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7895         if (!tg)
7896                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7897
7898         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7899                 goto err;
7900
7901         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7902                 goto err;
7903
7904         return tg;
7905
7906 err:
7907         sched_free_group(tg);
7908         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7909 }
7910
7911 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7912 {
7913         unsigned long flags;
7914
7915         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7916         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7917
7918         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7919
7920         tg->parent = parent;
7921         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7922         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7923         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7924
7925         online_fair_sched_group(tg);
7926 }
7927
7928 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7929 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7930 {
7931         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7932         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7933 }
7934
7935 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7936 {
7937         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7938         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7939 }
7940
7941 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7942 {
7943         unsigned long flags;
7944
7945         /* end participation in shares distribution */
7946         unregister_fair_sched_group(tg);
7947
7948         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7949         list_del_rcu(&tg->list);
7950         list_del_rcu(&tg->siblings);
7951         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7952 }
7953
7954 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7955 {
7956         struct task_group *tg;
7957
7958         /*
7959          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7960          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7961          * to prevent lockdep warnings.
7962          */
7963         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7964                           struct task_group, css);
7965         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7966         tsk->sched_task_group = tg;
7967
7968 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7969         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7970                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7971         else
7972 #endif
7973                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7974 }
7975
7976 /*
7977  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7978  *
7979  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7980  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7981  * its new group.
7982  */
7983 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7984 {
7985         int queued, running;
7986         struct rq_flags rf;
7987         struct rq *rq;
7988
7989         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7990
7991         running = task_current(rq, tsk);
7992         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7993
7994         if (queued)
7995                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7996         if (unlikely(running))
7997                 put_prev_task(rq, tsk);
7998
7999         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
8000
8001         if (queued)
8002                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
8003         if (unlikely(running))
8004                 set_curr_task(rq, tsk);
8005
8006         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8007 }
8008 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8009
8010 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8011 /*
8012  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8013  */
8014 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8015
8016 /* Must be called with tasklist_lock held */
8017 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8018 {
8019         struct task_struct *g, *p;
8020
8021         /*
8022          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8023          */
8024         if (task_group_is_autogroup(tg))
8025                 return 0;
8026
8027         for_each_process_thread(g, p) {
8028                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8029                         return 1;
8030         }
8031
8032         return 0;
8033 }
8034
8035 struct rt_schedulable_data {
8036         struct task_group *tg;
8037         u64 rt_period;
8038         u64 rt_runtime;
8039 };
8040
8041 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8042 {
8043         struct rt_schedulable_data *d = data;
8044         struct task_group *child;
8045         unsigned long total, sum = 0;
8046         u64 period, runtime;
8047
8048         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8049         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8050
8051         if (tg == d->tg) {
8052                 period = d->rt_period;
8053                 runtime = d->rt_runtime;
8054         }
8055
8056         /*
8057          * Cannot have more runtime than the period.
8058          */
8059         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8060                 return -EINVAL;
8061
8062         /*
8063          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8064          */
8065         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8066                 return -EBUSY;
8067
8068         total = to_ratio(period, runtime);
8069
8070         /*
8071          * Nobody can have more than the global setting allows.
8072          */
8073         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8074                 return -EINVAL;
8075
8076         /*
8077          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8078          */
8079         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8080                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8081                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8082
8083                 if (child == d->tg) {
8084                         period = d->rt_period;
8085                         runtime = d->rt_runtime;
8086                 }
8087
8088                 sum += to_ratio(period, runtime);
8089         }
8090
8091         if (sum > total)
8092                 return -EINVAL;
8093
8094         return 0;
8095 }
8096
8097 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8098 {
8099         int ret;
8100
8101         struct rt_schedulable_data data = {
8102                 .tg = tg,
8103                 .rt_period = period,
8104                 .rt_runtime = runtime,
8105         };
8106
8107         rcu_read_lock();
8108         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8109         rcu_read_unlock();
8110
8111         return ret;
8112 }
8113
8114 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8115                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8116 {
8117         int i, err = 0;
8118
8119         /*
8120          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8121          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8122          */
8123         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8124                 return -EINVAL;
8125
8126         /* No period doesn't make any sense. */
8127         if (rt_period == 0)
8128                 return -EINVAL;
8129
8130         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8131         read_lock(&tasklist_lock);
8132         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8133         if (err)
8134                 goto unlock;
8135
8136         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8137         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8138         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8139
8140         for_each_possible_cpu(i) {
8141                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8142
8143                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8144                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8145                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8146         }
8147         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8148 unlock:
8149         read_unlock(&tasklist_lock);
8150         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8151
8152         return err;
8153 }
8154
8155 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8156 {
8157         u64 rt_runtime, rt_period;
8158
8159         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8160         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8161         if (rt_runtime_us < 0)
8162                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8163
8164         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8165 }
8166
8167 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8168 {
8169         u64 rt_runtime_us;
8170
8171         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8172                 return -1;
8173
8174         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8175         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8176         return rt_runtime_us;
8177 }
8178
8179 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8180 {
8181         u64 rt_runtime, rt_period;
8182
8183         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8184         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8185
8186         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8187 }
8188
8189 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8190 {
8191         u64 rt_period_us;
8192
8193         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8194         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8195         return rt_period_us;
8196 }
8197 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8198
8199 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8200 static int sched_rt_global_constraints(void)
8201 {
8202         int ret = 0;
8203
8204         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8205         read_lock(&tasklist_lock);
8206         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8207         read_unlock(&tasklist_lock);
8208         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8209
8210         return ret;
8211 }
8212
8213 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8214 {
8215         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8216         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8217                 return 0;
8218
8219         return 1;
8220 }
8221
8222 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8223 static int sched_rt_global_constraints(void)
8224 {
8225         unsigned long flags;
8226         int i;
8227
8228         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8229         for_each_possible_cpu(i) {
8230                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8231
8232                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8233                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8234                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8235         }
8236         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8237
8238         return 0;
8239 }
8240 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8241
8242 static int sched_dl_global_validate(void)
8243 {
8244         u64 runtime = global_rt_runtime();
8245         u64 period = global_rt_period();
8246         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8247         struct dl_bw *dl_b;
8248         int cpu, ret = 0;
8249         unsigned long flags;
8250
8251         /*
8252          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8253          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8254          * any of the root_domains.
8255          *
8256          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8257          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8258          * solutions is welcome!
8259          */
8260         for_each_possible_cpu(cpu) {
8261                 rcu_read_lock_sched();
8262                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8263
8264                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8265                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8266                         ret = -EBUSY;
8267                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8268
8269                 rcu_read_unlock_sched();
8270
8271                 if (ret)
8272                         break;
8273         }
8274
8275         return ret;
8276 }
8277
8278 static void sched_dl_do_global(void)
8279 {
8280         u64 new_bw = -1;
8281         struct dl_bw *dl_b;
8282         int cpu;
8283         unsigned long flags;
8284
8285         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8286         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8287
8288         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8289                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8290
8291         /*
8292          * FIXME: As above...
8293          */
8294         for_each_possible_cpu(cpu) {
8295                 rcu_read_lock_sched();
8296                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8297
8298                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8299                 dl_b->bw = new_bw;
8300                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8301
8302                 rcu_read_unlock_sched();
8303         }
8304 }
8305
8306 static int sched_rt_global_validate(void)
8307 {
8308         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8309                 return -EINVAL;
8310
8311         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8312                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8313                 return -EINVAL;
8314
8315         return 0;
8316 }
8317
8318 static void sched_rt_do_global(void)
8319 {
8320         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8321         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8322 }
8323
8324 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8325                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8326                 loff_t *ppos)
8327 {
8328         int old_period, old_runtime;
8329         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8330         int ret;
8331
8332         mutex_lock(&mutex);
8333         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8334         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8335
8336         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8337
8338         if (!ret && write) {
8339                 ret = sched_rt_global_validate();
8340                 if (ret)
8341                         goto undo;
8342
8343                 ret = sched_dl_global_validate();
8344                 if (ret)
8345                         goto undo;
8346
8347                 ret = sched_rt_global_constraints();
8348                 if (ret)
8349                         goto undo;
8350
8351                 sched_rt_do_global();
8352                 sched_dl_do_global();
8353         }
8354         if (0) {
8355 undo:
8356                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8357                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8358         }
8359         mutex_unlock(&mutex);
8360
8361         return ret;
8362 }
8363
8364 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8365                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8366                 loff_t *ppos)
8367 {
8368         int ret;
8369         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8370
8371         mutex_lock(&mutex);
8372         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8373         /* make sure that internally we keep jiffies */
8374         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8375         if (!ret && write) {
8376                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8377                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8378         }
8379         mutex_unlock(&mutex);
8380         return ret;
8381 }
8382
8383 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8384
8385 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8386 {
8387         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8388 }
8389
8390 static struct cgroup_subsys_state *
8391 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8392 {
8393         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8394         struct task_group *tg;
8395
8396         if (!parent) {
8397                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8398                 return &root_task_group.css;
8399         }
8400
8401         tg = sched_create_group(parent);
8402         if (IS_ERR(tg))
8403                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8404
8405         sched_online_group(tg, parent);
8406
8407         return &tg->css;
8408 }
8409
8410 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8411 {
8412         struct task_group *tg = css_tg(css);
8413
8414         sched_offline_group(tg);
8415 }
8416
8417 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8418 {
8419         struct task_group *tg = css_tg(css);
8420
8421         /*
8422          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8423          */
8424         sched_free_group(tg);
8425 }
8426
8427 /*
8428  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8429  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8430  */
8431 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8432 {
8433         struct rq_flags rf;
8434         struct rq *rq;
8435
8436         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8437
8438         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8439
8440         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8441 }
8442
8443 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8444 {
8445         struct task_struct *task;
8446         struct cgroup_subsys_state *css;
8447         int ret = 0;
8448
8449         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8450 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8451                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8452                         return -EINVAL;
8453 #else
8454                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8455                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8456                         return -EINVAL;
8457 #endif
8458                 /*
8459                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8460                  * running, we're sure to observe its full state.
8461                  */
8462                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8463                 /*
8464                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8465                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8466                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8467                  */
8468                 if (task->state == TASK_NEW)
8469                         ret = -EINVAL;
8470                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8471
8472                 if (ret)
8473                         break;
8474         }
8475         return ret;
8476 }
8477
8478 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8479 {
8480         struct task_struct *task;
8481         struct cgroup_subsys_state *css;
8482
8483         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8484                 sched_move_task(task);
8485 }
8486
8487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8488 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8489                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8490 {
8491         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8492 }
8493
8494 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8495                                struct cftype *cft)
8496 {
8497         struct task_group *tg = css_tg(css);
8498
8499         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8500 }
8501
8502 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8503 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8504
8505 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8506 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8507
8508 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8509
8510 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8511 {
8512         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8513         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8514
8515         if (tg == &root_task_group)
8516                 return -EINVAL;
8517
8518         /*
8519          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8520          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8521          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8522          */
8523         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8524                 return -EINVAL;
8525
8526         /*
8527          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8528          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8529          * feasibility.
8530          */
8531         if (period > max_cfs_quota_period)
8532                 return -EINVAL;
8533
8534         /*
8535          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8536          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8537          */
8538         get_online_cpus();
8539         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8540         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8541         if (ret)
8542                 goto out_unlock;
8543
8544         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8545         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8546         /*
8547          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8548          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8549          */
8550         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8551                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8552         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8553         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8554         cfs_b->quota = quota;
8555
8556         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8557         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8558         if (runtime_enabled)
8559                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8560         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8561
8562         for_each_online_cpu(i) {
8563                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8564                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8565
8566                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8567                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8568                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8569
8570                 if (cfs_rq->throttled)
8571                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8572                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8573         }
8574         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8575                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8576 out_unlock:
8577         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8578         put_online_cpus();
8579
8580         return ret;
8581 }
8582
8583 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8584 {
8585         u64 quota, period;
8586
8587         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8588         if (cfs_quota_us < 0)
8589                 quota = RUNTIME_INF;
8590         else
8591                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8592
8593         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8594 }
8595
8596 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8597 {
8598         u64 quota_us;
8599
8600         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8601                 return -1;
8602
8603         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8604         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8605
8606         return quota_us;
8607 }
8608
8609 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8610 {
8611         u64 quota, period;
8612
8613         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8614         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8615
8616         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8617 }
8618
8619 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8620 {
8621         u64 cfs_period_us;
8622
8623         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8624         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8625
8626         return cfs_period_us;
8627 }
8628
8629 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8630                                   struct cftype *cft)
8631 {
8632         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8633 }
8634
8635 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8636                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8637 {
8638         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8639 }
8640
8641 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8642                                    struct cftype *cft)
8643 {
8644         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8645 }
8646
8647 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8648                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8649 {
8650         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8651 }
8652
8653 struct cfs_schedulable_data {
8654         struct task_group *tg;
8655         u64 period, quota;
8656 };
8657
8658 /*
8659  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8660  * note: units are usecs
8661  */
8662 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8663                                struct cfs_schedulable_data *d)
8664 {
8665         u64 quota, period;
8666
8667         if (tg == d->tg) {
8668                 period = d->period;
8669                 quota = d->quota;
8670         } else {
8671                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8672                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8673         }
8674
8675         /* note: these should typically be equivalent */
8676         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8677                 return RUNTIME_INF;
8678
8679         return to_ratio(period, quota);
8680 }
8681
8682 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8683 {
8684         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8685         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8686         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8687
8688         if (!tg->parent) {
8689                 quota = RUNTIME_INF;
8690         } else {
8691                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8692
8693                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8694                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8695
8696                 /*
8697                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8698                  * limit is set
8699                  */
8700                 if (quota == RUNTIME_INF)
8701                         quota = parent_quota;
8702                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8703                         return -EINVAL;
8704         }
8705         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8706
8707         return 0;
8708 }
8709
8710 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8711 {
8712         int ret;
8713         struct cfs_schedulable_data data = {
8714                 .tg = tg,
8715                 .period = period,
8716                 .quota = quota,
8717         };
8718
8719         if (quota != RUNTIME_INF) {
8720                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8721                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8722         }
8723
8724         rcu_read_lock();
8725         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8726         rcu_read_unlock();
8727
8728         return ret;
8729 }
8730
8731 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8732 {
8733         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8734         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8735
8736         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8737         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8738         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8739
8740         return 0;
8741 }
8742 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8743 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8744
8745 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8746 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8747                                 struct cftype *cft, s64 val)
8748 {
8749         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8750 }
8751
8752 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8753                                struct cftype *cft)
8754 {
8755         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8756 }
8757
8758 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8759                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8760 {
8761         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8762 }
8763
8764 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8765                                    struct cftype *cft)
8766 {
8767         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8768 }
8769 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8770
8771 static struct cftype cpu_files[] = {
8772 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8773         {
8774                 .name = "shares",
8775                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8776                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8777         },
8778 #endif
8779 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8780         {
8781                 .name = "cfs_quota_us",
8782                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8783                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8784         },
8785         {
8786                 .name = "cfs_period_us",
8787                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8788                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8789         },
8790         {
8791                 .name = "stat",
8792                 .seq_show = cpu_stats_show,
8793         },
8794 #endif
8795 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8796         {
8797                 .name = "rt_runtime_us",
8798                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8799                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8800         },
8801         {
8802                 .name = "rt_period_us",
8803                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8804                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8805         },
8806 #endif
8807         { }     /* terminate */
8808 };
8809
8810 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8811         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8812         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8813         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8814         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8815         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8816         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8817         .legacy_cftypes = cpu_files,
8818         .early_init     = true,
8819 };
8820
8821 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8822
8823 void dump_cpu_task(int cpu)
8824 {
8825         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8826         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8827 }
8828
8829 /*
8830  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8831  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8832  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8833  * that remained on nice 0.
8834  *
8835  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8836  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8837  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8838  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8839  * the relative distance between them is ~25%.)
8840  */
8841 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8842  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8843  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8844  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8845  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8846  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8847  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8848  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8849  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8850 };
8851
8852 /*
8853  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8854  *
8855  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8856  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8857  * into multiplications:
8858  */
8859 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8860  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8861  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8862  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8863  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8864  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8865  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8866  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8867  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8868 };