]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/sched/core.c
sched/core: Reset RQCF_ACT_SKIP before unpinning rq->lock
[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         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2582
2583         activate_task(rq, p, 0);
2584         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2585         trace_sched_wakeup_new(p);
2586         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2587 #ifdef CONFIG_SMP
2588         if (p->sched_class->task_woken) {
2589                 /*
2590                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2591                  * drop it.
2592                  */
2593                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2594                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2595                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2596         }
2597 #endif
2598         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2602
2603 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2604
2605 void preempt_notifier_inc(void)
2606 {
2607         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2608 }
2609 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2610
2611 void preempt_notifier_dec(void)
2612 {
2613         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2616
2617 /**
2618  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2619  * @notifier: notifier struct to register
2620  */
2621 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2622 {
2623         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2624                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2625
2626         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2629
2630 /**
2631  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2632  * @notifier: notifier struct to unregister
2633  *
2634  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2635  */
2636 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2637 {
2638         hlist_del(&notifier->link);
2639 }
2640 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2641
2642 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2643 {
2644         struct preempt_notifier *notifier;
2645
2646         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2647                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2648 }
2649
2650 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2651 {
2652         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2653                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2654 }
2655
2656 static void
2657 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2658                                    struct task_struct *next)
2659 {
2660         struct preempt_notifier *notifier;
2661
2662         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2663                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2664 }
2665
2666 static __always_inline void
2667 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2668                                  struct task_struct *next)
2669 {
2670         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2671                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2672 }
2673
2674 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2675
2676 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2677 {
2678 }
2679
2680 static inline void
2681 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2682                                  struct task_struct *next)
2683 {
2684 }
2685
2686 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2687
2688 /**
2689  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2690  * @rq: the runqueue preparing to switch
2691  * @prev: the current task that is being switched out
2692  * @next: the task we are going to switch to.
2693  *
2694  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2695  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2696  * switch.
2697  *
2698  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2699  * hooks.
2700  */
2701 static inline void
2702 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2703                     struct task_struct *next)
2704 {
2705         sched_info_switch(rq, prev, next);
2706         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2707         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2708         prepare_lock_switch(rq, next);
2709         prepare_arch_switch(next);
2710 }
2711
2712 /**
2713  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2714  * @prev: the thread we just switched away from.
2715  *
2716  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2717  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2718  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2719  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2720  *
2721  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2722  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2723  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2724  * details.)
2725  *
2726  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2727  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2728  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2729  * because prev may have moved to another CPU.
2730  */
2731 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2732         __releases(rq->lock)
2733 {
2734         struct rq *rq = this_rq();
2735         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2736         long prev_state;
2737
2738         /*
2739          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2740          * because it left us after:
2741          *
2742          *      schedule()
2743          *        preempt_disable();                    // 1
2744          *        __schedule()
2745          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2746          *
2747          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2748          */
2749         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2750                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2751                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2752                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2753
2754         rq->prev_mm = NULL;
2755
2756         /*
2757          * A task struct has one reference for the use as "current".
2758          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2759          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2760          * the scheduled task must drop that reference.
2761          *
2762          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2763          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2764          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2765          * transition, resulting in a double drop.
2766          */
2767         prev_state = prev->state;
2768         vtime_task_switch(prev);
2769         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2770         finish_lock_switch(rq, prev);
2771         finish_arch_post_lock_switch();
2772
2773         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2774         if (mm)
2775                 mmdrop(mm);
2776         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2777                 if (prev->sched_class->task_dead)
2778                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2779
2780                 /*
2781                  * Remove function-return probe instances associated with this
2782                  * task and put them back on the free list.
2783                  */
2784                 kprobe_flush_task(prev);
2785
2786                 /* Task is done with its stack. */
2787                 put_task_stack(prev);
2788
2789                 put_task_struct(prev);
2790         }
2791
2792         tick_nohz_task_switch();
2793         return rq;
2794 }
2795
2796 #ifdef CONFIG_SMP
2797
2798 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2799 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2800 {
2801         struct callback_head *head, *next;
2802         void (*func)(struct rq *rq);
2803         unsigned long flags;
2804
2805         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2806         head = rq->balance_callback;
2807         rq->balance_callback = NULL;
2808         while (head) {
2809                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2810                 next = head->next;
2811                 head->next = NULL;
2812                 head = next;
2813
2814                 func(rq);
2815         }
2816         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2817 }
2818
2819 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2820 {
2821         if (unlikely(rq->balance_callback))
2822                 __balance_callback(rq);
2823 }
2824
2825 #else
2826
2827 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2828 {
2829 }
2830
2831 #endif
2832
2833 /**
2834  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2835  * @prev: the thread we just switched away from.
2836  */
2837 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2838         __releases(rq->lock)
2839 {
2840         struct rq *rq;
2841
2842         /*
2843          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2844          * finish_task_switch() for details.
2845          *
2846          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2847          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2848          * PREEMPT_COUNT kernels).
2849          */
2850
2851         rq = finish_task_switch(prev);
2852         balance_callback(rq);
2853         preempt_enable();
2854
2855         if (current->set_child_tid)
2856                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2857 }
2858
2859 /*
2860  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2861  */
2862 static __always_inline struct rq *
2863 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2864                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2865 {
2866         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2867
2868         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2869
2870         mm = next->mm;
2871         oldmm = prev->active_mm;
2872         /*
2873          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2874          * combine the page table reload and the switch backend into
2875          * one hypercall.
2876          */
2877         arch_start_context_switch(prev);
2878
2879         if (!mm) {
2880                 next->active_mm = oldmm;
2881                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2882                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2883         } else
2884                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2885
2886         if (!prev->mm) {
2887                 prev->active_mm = NULL;
2888                 rq->prev_mm = oldmm;
2889         }
2890
2891         rq->clock_skip_update = 0;
2892
2893         /*
2894          * Since the runqueue lock will be released by the next
2895          * task (which is an invalid locking op but in the case
2896          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2897          * do an early lockdep release here:
2898          */
2899         rq_unpin_lock(rq, rf);
2900         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2901
2902         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2903         switch_to(prev, next, prev);
2904         barrier();
2905
2906         return finish_task_switch(prev);
2907 }
2908
2909 /*
2910  * nr_running and nr_context_switches:
2911  *
2912  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2913  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2914  */
2915 unsigned long nr_running(void)
2916 {
2917         unsigned long i, sum = 0;
2918
2919         for_each_online_cpu(i)
2920                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2921
2922         return sum;
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Check if only the current task is running on the cpu.
2927  *
2928  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2929  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2930  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2931  *
2932  * - from a non-preemptable section (of course)
2933  *
2934  * - from a thread that is bound to a single CPU
2935  *
2936  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2937  */
2938 bool single_task_running(void)
2939 {
2940         return raw_rq()->nr_running == 1;
2941 }
2942 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2943
2944 unsigned long long nr_context_switches(void)
2945 {
2946         int i;
2947         unsigned long long sum = 0;
2948
2949         for_each_possible_cpu(i)
2950                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2951
2952         return sum;
2953 }
2954
2955 unsigned long nr_iowait(void)
2956 {
2957         unsigned long i, sum = 0;
2958
2959         for_each_possible_cpu(i)
2960                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2961
2962         return sum;
2963 }
2964
2965 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2966 {
2967         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2968         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2969 }
2970
2971 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2972 {
2973         struct rq *rq = this_rq();
2974         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2975         *load = rq->load.weight;
2976 }
2977
2978 #ifdef CONFIG_SMP
2979
2980 /*
2981  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2982  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2983  */
2984 void sched_exec(void)
2985 {
2986         struct task_struct *p = current;
2987         unsigned long flags;
2988         int dest_cpu;
2989
2990         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2991         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2992         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2993                 goto unlock;
2994
2995         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2996                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2997
2998                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2999                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3000                 return;
3001         }
3002 unlock:
3003         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3004 }
3005
3006 #endif
3007
3008 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3009 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3010
3011 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3012 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3013
3014 /*
3015  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3016  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3017  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3018  * Prefetching this data results in improved performance.
3019  */
3020 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3021 {
3022 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3023         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3024 #else
3025         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3026 #endif
3027         prefetch(curr);
3028         prefetch(&curr->exec_start);
3029 }
3030
3031 /*
3032  * Return accounted runtime for the task.
3033  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3034  * pending runtime that have not been accounted yet.
3035  */
3036 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3037 {
3038         struct rq_flags rf;
3039         struct rq *rq;
3040         u64 ns;
3041
3042 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3043         /*
3044          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3045          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3046          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3047          *
3048          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3049          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3050          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3051          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3052          * been accounted, so we're correct here as well.
3053          */
3054         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3055                 return p->se.sum_exec_runtime;
3056 #endif
3057
3058         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3059         /*
3060          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3061          * project cycles that may never be accounted to this
3062          * thread, breaking clock_gettime().
3063          */
3064         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3065                 prefetch_curr_exec_start(p);
3066                 update_rq_clock(rq);
3067                 p->sched_class->update_curr(rq);
3068         }
3069         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3070         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3071
3072         return ns;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3077  * We call it with interrupts disabled.
3078  */
3079 void scheduler_tick(void)
3080 {
3081         int cpu = smp_processor_id();
3082         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3083         struct task_struct *curr = rq->curr;
3084
3085         sched_clock_tick();
3086
3087         raw_spin_lock(&rq->lock);
3088         update_rq_clock(rq);
3089         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3090         cpu_load_update_active(rq);
3091         calc_global_load_tick(rq);
3092         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3093
3094         perf_event_task_tick();
3095
3096 #ifdef CONFIG_SMP
3097         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3098         trigger_load_balance(rq);
3099 #endif
3100         rq_last_tick_reset(rq);
3101 }
3102
3103 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3104 /**
3105  * scheduler_tick_max_deferment
3106  *
3107  * Keep at least one tick per second when a single
3108  * active task is running because the scheduler doesn't
3109  * yet completely support full dynticks environment.
3110  *
3111  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3112  * balancing, etc... continue to move forward, even
3113  * with a very low granularity.
3114  *
3115  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3116  */
3117 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3118 {
3119         struct rq *rq = this_rq();
3120         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3121
3122         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3123
3124         if (time_before_eq(next, now))
3125                 return 0;
3126
3127         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3128 }
3129 #endif
3130
3131 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3132                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3133 /*
3134  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3135  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3136  */
3137 static inline void preempt_latency_start(int val)
3138 {
3139         if (preempt_count() == val) {
3140                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3141 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3142                 current->preempt_disable_ip = ip;
3143 #endif
3144                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3145         }
3146 }
3147
3148 void preempt_count_add(int val)
3149 {
3150 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3151         /*
3152          * Underflow?
3153          */
3154         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3155                 return;
3156 #endif
3157         __preempt_count_add(val);
3158 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3159         /*
3160          * Spinlock count overflowing soon?
3161          */
3162         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3163                                 PREEMPT_MASK - 10);
3164 #endif
3165         preempt_latency_start(val);
3166 }
3167 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3168 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3169
3170 /*
3171  * If the value passed in equals to the current preempt count
3172  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3173  */
3174 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3175 {
3176         if (preempt_count() == val)
3177                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3178 }
3179
3180 void preempt_count_sub(int val)
3181 {
3182 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3183         /*
3184          * Underflow?
3185          */
3186         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3187                 return;
3188         /*
3189          * Is the spinlock portion underflowing?
3190          */
3191         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3192                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3193                 return;
3194 #endif
3195
3196         preempt_latency_stop(val);
3197         __preempt_count_sub(val);
3198 }
3199 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3200 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3201
3202 #else
3203 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3204 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3205 #endif
3206
3207 /*
3208  * Print scheduling while atomic bug:
3209  */
3210 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3211 {
3212         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3213         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3214
3215         if (oops_in_progress)
3216                 return;
3217
3218         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3219                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3220
3221         debug_show_held_locks(prev);
3222         print_modules();
3223         if (irqs_disabled())
3224                 print_irqtrace_events(prev);
3225         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3226             && in_atomic_preempt_off()) {
3227                 pr_err("Preemption disabled at:");
3228                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3229                 pr_cont("\n");
3230         }
3231         if (panic_on_warn)
3232                 panic("scheduling while atomic\n");
3233
3234         dump_stack();
3235         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3240  */
3241 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3242 {
3243 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3244         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3245                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3246 #endif
3247
3248         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3249                 __schedule_bug(prev);
3250                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3251         }
3252         rcu_sleep_check();
3253
3254         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3255
3256         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Pick up the highest-prio task:
3261  */
3262 static inline struct task_struct *
3263 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3264 {
3265         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3266         struct task_struct *p;
3267
3268         /*
3269          * Optimization: we know that if all tasks are in
3270          * the fair class we can call that function directly:
3271          */
3272         if (likely(prev->sched_class == class &&
3273                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3274                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3275                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3276                         goto again;
3277
3278                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3279                 if (unlikely(!p))
3280                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3281
3282                 return p;
3283         }
3284
3285 again:
3286         for_each_class(class) {
3287                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3288                 if (p) {
3289                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3290                                 goto again;
3291                         return p;
3292                 }
3293         }
3294
3295         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3296 }
3297
3298 /*
3299  * __schedule() is the main scheduler function.
3300  *
3301  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3302  *
3303  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3304  *
3305  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3306  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3307  *
3308  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3309  *      interrupt handler scheduler_tick().
3310  *
3311  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3312  *      task to the run-queue and that's it.
3313  *
3314  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3315  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3316  *      called on the nearest possible occasion:
3317  *
3318  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3319  *
3320  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3321  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3322  *           spin_unlock()!)
3323  *
3324  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3325  *           preemptible context
3326  *
3327  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3328  *         then at the next:
3329  *
3330  *          - cond_resched() call
3331  *          - explicit schedule() call
3332  *          - return from syscall or exception to user-space
3333  *          - return from interrupt-handler to user-space
3334  *
3335  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3336  */
3337 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3338 {
3339         struct task_struct *prev, *next;
3340         unsigned long *switch_count;
3341         struct rq_flags rf;
3342         struct rq *rq;
3343         int cpu;
3344
3345         cpu = smp_processor_id();
3346         rq = cpu_rq(cpu);
3347         prev = rq->curr;
3348
3349         schedule_debug(prev);
3350
3351         if (sched_feat(HRTICK))
3352                 hrtick_clear(rq);
3353
3354         local_irq_disable();
3355         rcu_note_context_switch();
3356
3357         /*
3358          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3359          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3360          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3361          */
3362         smp_mb__before_spinlock();
3363         raw_spin_lock(&rq->lock);
3364         rq_pin_lock(rq, &rf);
3365
3366         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3367
3368         switch_count = &prev->nivcsw;
3369         if (!preempt && prev->state) {
3370                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3371                         prev->state = TASK_RUNNING;
3372                 } else {
3373                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3374                         prev->on_rq = 0;
3375
3376                         /*
3377                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3378                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3379                          * concurrency.
3380                          */
3381                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3382                                 struct task_struct *to_wakeup;
3383
3384                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3385                                 if (to_wakeup)
3386                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3387                         }
3388                 }
3389                 switch_count = &prev->nvcsw;
3390         }
3391
3392         if (task_on_rq_queued(prev))
3393                 update_rq_clock(rq);
3394
3395         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3396         clear_tsk_need_resched(prev);
3397         clear_preempt_need_resched();
3398
3399         if (likely(prev != next)) {
3400                 rq->nr_switches++;
3401                 rq->curr = next;
3402                 ++*switch_count;
3403
3404                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3405                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf); /* unlocks the rq */
3406         } else {
3407                 rq->clock_skip_update = 0;
3408                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3409                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3410         }
3411
3412         balance_callback(rq);
3413 }
3414
3415 void __noreturn do_task_dead(void)
3416 {
3417         /*
3418          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3419          * when the following two conditions become true.
3420          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3421          *     exit_mm()), and
3422          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3423          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3424          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3425          *
3426          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3427          * is held by try_to_wake_up()
3428          */
3429         smp_mb();
3430         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3431
3432         /* causes final put_task_struct in finish_task_switch(). */
3433         __set_current_state(TASK_DEAD);
3434         current->flags |= PF_NOFREEZE;  /* tell freezer to ignore us */
3435         __schedule(false);
3436         BUG();
3437         /* Avoid "noreturn function does return".  */
3438         for (;;)
3439                 cpu_relax();    /* For when BUG is null */
3440 }
3441
3442 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3443 {
3444         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3445                 return;
3446         /*
3447          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3448          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3449          */
3450         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3451                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3452 }
3453
3454 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3455 {
3456         struct task_struct *tsk = current;
3457
3458         sched_submit_work(tsk);
3459         do {
3460                 preempt_disable();
3461                 __schedule(false);
3462                 sched_preempt_enable_no_resched();
3463         } while (need_resched());
3464 }
3465 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3466
3467 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3468 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3469 {
3470         /*
3471          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3472          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3473          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3474          * we find a better solution.
3475          *
3476          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3477          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3478          * too frequently to make sense yet.
3479          */
3480         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3481         schedule();
3482         exception_exit(prev_state);
3483 }
3484 #endif
3485
3486 /**
3487  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3488  *
3489  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3490  */
3491 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3492 {
3493         sched_preempt_enable_no_resched();
3494         schedule();
3495         preempt_disable();
3496 }
3497
3498 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3499 {
3500         do {
3501                 /*
3502                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3503                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3504                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3505                  * by the function tracer will call this function again and
3506                  * cause infinite recursion.
3507                  *
3508                  * Preemption must be disabled here before the function
3509                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3510                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3511                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3512                  * which can also be traced by the function tracer.
3513                  */
3514                 preempt_disable_notrace();
3515                 preempt_latency_start(1);
3516                 __schedule(true);
3517                 preempt_latency_stop(1);
3518                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3519
3520                 /*
3521                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3522                  * between schedule and now.
3523                  */
3524         } while (need_resched());
3525 }
3526
3527 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3528 /*
3529  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3530  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3531  * occur there and call schedule directly.
3532  */
3533 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3534 {
3535         /*
3536          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3537          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3538          */
3539         if (likely(!preemptible()))
3540                 return;
3541
3542         preempt_schedule_common();
3543 }
3544 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3545 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3546
3547 /**
3548  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3549  *
3550  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3551  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3552  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3553  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3554  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3555  * to be called when the system is still in usermode.
3556  *
3557  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3558  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3559  * calling the scheduler.
3560  */
3561 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3562 {
3563         enum ctx_state prev_ctx;
3564
3565         if (likely(!preemptible()))
3566                 return;
3567
3568         do {
3569                 /*
3570                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3571                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3572                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3573                  * by the function tracer will call this function again and
3574                  * cause infinite recursion.
3575                  *
3576                  * Preemption must be disabled here before the function
3577                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3578                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3579                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3580                  * which can also be traced by the function tracer.
3581                  */
3582                 preempt_disable_notrace();
3583                 preempt_latency_start(1);
3584                 /*
3585                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3586                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3587                  * an infinite recursion.
3588                  */
3589                 prev_ctx = exception_enter();
3590                 __schedule(true);
3591                 exception_exit(prev_ctx);
3592
3593                 preempt_latency_stop(1);
3594                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3595         } while (need_resched());
3596 }
3597 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3598
3599 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3600
3601 /*
3602  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3603  * off of irq context.
3604  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3605  * protect us against recursive calling from irq.
3606  */
3607 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3608 {
3609         enum ctx_state prev_state;
3610
3611         /* Catch callers which need to be fixed */
3612         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3613
3614         prev_state = exception_enter();
3615
3616         do {
3617                 preempt_disable();
3618                 local_irq_enable();
3619                 __schedule(true);
3620                 local_irq_disable();
3621                 sched_preempt_enable_no_resched();
3622         } while (need_resched());
3623
3624         exception_exit(prev_state);
3625 }
3626
3627 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3628                           void *key)
3629 {
3630         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3633
3634 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3635
3636 /*
3637  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3638  * @p: task
3639  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3640  *
3641  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3642  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3643  *
3644  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3645  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3646  */
3647 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3648 {
3649         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3650         const struct sched_class *prev_class;
3651         struct rq_flags rf;
3652         struct rq *rq;
3653
3654         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3655
3656         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3657
3658         /*
3659          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3660          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3661          *
3662          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3663          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3664          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3665          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3666          * with interrupts disabled and will complete the lock
3667          * protected section without being interrupted. So there is no
3668          * real need to boost.
3669          */
3670         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3671                 WARN_ON(p != rq->curr);
3672                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3673                 goto out_unlock;
3674         }
3675
3676         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3677         oldprio = p->prio;
3678
3679         if (oldprio == prio)
3680                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3681
3682         prev_class = p->sched_class;
3683         queued = task_on_rq_queued(p);
3684         running = task_current(rq, p);
3685         if (queued)
3686                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3687         if (running)
3688                 put_prev_task(rq, p);
3689
3690         /*
3691          * Boosting condition are:
3692          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3693          *      --> -dl task blocks on mutex A
3694          *
3695          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3696          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3697          *          running task
3698          */
3699         if (dl_prio(prio)) {
3700                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3701                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3702                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3703                         p->dl.dl_boosted = 1;
3704                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3705                 } else
3706                         p->dl.dl_boosted = 0;
3707                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3708         } else if (rt_prio(prio)) {
3709                 if (dl_prio(oldprio))
3710                         p->dl.dl_boosted = 0;
3711                 if (oldprio < prio)
3712                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3713                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3714         } else {
3715                 if (dl_prio(oldprio))
3716                         p->dl.dl_boosted = 0;
3717                 if (rt_prio(oldprio))
3718                         p->rt.timeout = 0;
3719                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3720         }
3721
3722         p->prio = prio;
3723
3724         if (queued)
3725                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3726         if (running)
3727                 set_curr_task(rq, p);
3728
3729         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3730 out_unlock:
3731         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3732         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3733
3734         balance_callback(rq);
3735         preempt_enable();
3736 }
3737 #endif
3738
3739 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3740 {
3741         bool queued, running;
3742         int old_prio, delta;
3743         struct rq_flags rf;
3744         struct rq *rq;
3745
3746         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3747                 return;
3748         /*
3749          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3750          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3751          */
3752         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3753         /*
3754          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3755          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3756          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3757          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3758          */
3759         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3760                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3761                 goto out_unlock;
3762         }
3763         queued = task_on_rq_queued(p);
3764         running = task_current(rq, p);
3765         if (queued)
3766                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3767         if (running)
3768                 put_prev_task(rq, p);
3769
3770         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3771         set_load_weight(p);
3772         old_prio = p->prio;
3773         p->prio = effective_prio(p);
3774         delta = p->prio - old_prio;
3775
3776         if (queued) {
3777                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3778                 /*
3779                  * If the task increased its priority or is running and
3780                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3781                  */
3782                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3783                         resched_curr(rq);
3784         }
3785         if (running)
3786                 set_curr_task(rq, p);
3787 out_unlock:
3788         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3789 }
3790 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3791
3792 /*
3793  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3794  * @p: task
3795  * @nice: nice value
3796  */
3797 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3798 {
3799         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3800         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3801
3802         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3803                 capable(CAP_SYS_NICE));
3804 }
3805
3806 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3807
3808 /*
3809  * sys_nice - change the priority of the current process.
3810  * @increment: priority increment
3811  *
3812  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3813  * does similar things.
3814  */
3815 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3816 {
3817         long nice, retval;
3818
3819         /*
3820          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3821          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3822          * and we have a single winner.
3823          */
3824         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3825         nice = task_nice(current) + increment;
3826
3827         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3828         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3829                 return -EPERM;
3830
3831         retval = security_task_setnice(current, nice);
3832         if (retval)
3833                 return retval;
3834
3835         set_user_nice(current, nice);
3836         return 0;
3837 }
3838
3839 #endif
3840
3841 /**
3842  * task_prio - return the priority value of a given task.
3843  * @p: the task in question.
3844  *
3845  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3846  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3847  * around 0, value goes from -16 to +15.
3848  */
3849 int task_prio(const struct task_struct *p)
3850 {
3851         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3852 }
3853
3854 /**
3855  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3856  * @cpu: the processor in question.
3857  *
3858  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3859  */
3860 int idle_cpu(int cpu)
3861 {
3862         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3863
3864         if (rq->curr != rq->idle)
3865                 return 0;
3866
3867         if (rq->nr_running)
3868                 return 0;
3869
3870 #ifdef CONFIG_SMP
3871         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3872                 return 0;
3873 #endif
3874
3875         return 1;
3876 }
3877
3878 /**
3879  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3880  * @cpu: the processor in question.
3881  *
3882  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3883  */
3884 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3885 {
3886         return cpu_rq(cpu)->idle;
3887 }
3888
3889 /**
3890  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3891  * @pid: the pid in question.
3892  *
3893  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3894  */
3895 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3896 {
3897         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3898 }
3899
3900 /*
3901  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3902  * SCHED_DEADLINE task.
3903  *
3904  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3905  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3906  * for the first time with its new policy.
3907  */
3908 static void
3909 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3910 {
3911         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3912
3913         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3914         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3915         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3916         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3917         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3918
3919         /*
3920          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3921          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3922          *
3923          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3924          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3925          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3926          * amount.
3927          *
3928          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3929          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3930          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3931          * before the current scheduling deadline.
3932          *
3933          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3934          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3935          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3936          * consume more than promised.
3937          */
3938 }
3939
3940 /*
3941  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3942  * it calls know not to change it.
3943  */
3944 #define SETPARAM_POLICY -1
3945
3946 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3947                 const struct sched_attr *attr)
3948 {
3949         int policy = attr->sched_policy;
3950
3951         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3952                 policy = p->policy;
3953
3954         p->policy = policy;
3955
3956         if (dl_policy(policy))
3957                 __setparam_dl(p, attr);
3958         else if (fair_policy(policy))
3959                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3960
3961         /*
3962          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3963          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3964          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3965          */
3966         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3967         p->normal_prio = normal_prio(p);
3968         set_load_weight(p);
3969 }
3970
3971 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3972 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3973                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3974 {
3975         __setscheduler_params(p, attr);
3976
3977         /*
3978          * Keep a potential priority boosting if called from
3979          * sched_setscheduler().
3980          */
3981         if (keep_boost)
3982                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3983         else
3984                 p->prio = normal_prio(p);
3985
3986         if (dl_prio(p->prio))
3987                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3988         else if (rt_prio(p->prio))
3989                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3990         else
3991                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3992 }
3993
3994 static void
3995 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3996 {
3997         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3998
3999         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4000         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4001         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4002         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4003         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4004 }
4005
4006 /*
4007  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4008  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4009  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4010  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4011  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4012  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4013  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4014  * sched_period, as the latter can be zero).
4015  */
4016 static bool
4017 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4018 {
4019         /* deadline != 0 */
4020         if (attr->sched_deadline == 0)
4021                 return false;
4022
4023         /*
4024          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4025          * that big.
4026          */
4027         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4028                 return false;
4029
4030         /*
4031          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4032          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4033          */
4034         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4035             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4036                 return false;
4037
4038         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4039         if ((attr->sched_period != 0 &&
4040              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4041             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4042                 return false;
4043
4044         return true;
4045 }
4046
4047 /*
4048  * check the target process has a UID that matches the current process's
4049  */
4050 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4051 {
4052         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4053         bool match;
4054
4055         rcu_read_lock();
4056         pcred = __task_cred(p);
4057         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4058                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4059         rcu_read_unlock();
4060         return match;
4061 }
4062
4063 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4064                 const struct sched_attr *attr)
4065 {
4066         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4067
4068         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4069                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4070                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4071                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4072                 return true;
4073
4074         return false;
4075 }
4076
4077 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4078                                 const struct sched_attr *attr,
4079                                 bool user, bool pi)
4080 {
4081         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4082                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4083         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4084         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4085         const struct sched_class *prev_class;
4086         struct rq_flags rf;
4087         int reset_on_fork;
4088         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4089         struct rq *rq;
4090
4091         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4092         BUG_ON(in_interrupt());
4093 recheck:
4094         /* double check policy once rq lock held */
4095         if (policy < 0) {
4096                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4097                 policy = oldpolicy = p->policy;
4098         } else {
4099                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4100
4101                 if (!valid_policy(policy))
4102                         return -EINVAL;
4103         }
4104
4105         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4106                 return -EINVAL;
4107
4108         /*
4109          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4110          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4111          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4112          */
4113         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4114             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4115                 return -EINVAL;
4116         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4117             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4118                 return -EINVAL;
4119
4120         /*
4121          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4122          */
4123         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4124                 if (fair_policy(policy)) {
4125                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4126                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4127                                 return -EPERM;
4128                 }
4129
4130                 if (rt_policy(policy)) {
4131                         unsigned long rlim_rtprio =
4132                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4133
4134                         /* can't set/change the rt policy */
4135                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4136                                 return -EPERM;
4137
4138                         /* can't increase priority */
4139                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4140                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4141                                 return -EPERM;
4142                 }
4143
4144                  /*
4145                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4146                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4147                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4148                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4149                   */
4150                 if (dl_policy(policy))
4151                         return -EPERM;
4152
4153                 /*
4154                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4155                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4156                  */
4157                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4158                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4159                                 return -EPERM;
4160                 }
4161
4162                 /* can't change other user's priorities */
4163                 if (!check_same_owner(p))
4164                         return -EPERM;
4165
4166                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4167                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4168                         return -EPERM;
4169         }
4170
4171         if (user) {
4172                 retval = security_task_setscheduler(p);
4173                 if (retval)
4174                         return retval;
4175         }
4176
4177         /*
4178          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4179          * changing the priority of the task:
4180          *
4181          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4182          * runqueue lock must be held.
4183          */
4184         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4185
4186         /*
4187          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4188          */
4189         if (p == rq->stop) {
4190                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4191                 return -EINVAL;
4192         }
4193
4194         /*
4195          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4196          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4197          */
4198         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4199                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4200                         goto change;
4201                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4202                         goto change;
4203                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4204                         goto change;
4205
4206                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4207                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4208                 return 0;
4209         }
4210 change:
4211
4212         if (user) {
4213 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4214                 /*
4215                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4216                  * assigned.
4217                  */
4218                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4219                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4220                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4221                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4222                         return -EPERM;
4223                 }
4224 #endif
4225 #ifdef CONFIG_SMP
4226                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4227                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4228
4229                         /*
4230                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4231                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4232                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4233                          */
4234                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4235                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4236                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4237                                 return -EPERM;
4238                         }
4239                 }
4240 #endif
4241         }
4242
4243         /* recheck policy now with rq lock held */
4244         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4245                 policy = oldpolicy = -1;
4246                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4247                 goto recheck;
4248         }
4249
4250         /*
4251          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4252          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4253          * is available.
4254          */
4255         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4256                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4257                 return -EBUSY;
4258         }
4259
4260         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4261         oldprio = p->prio;
4262
4263         if (pi) {
4264                 /*
4265                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4266                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4267                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4268                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4269                  * itself.
4270                  */
4271                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4272                 if (new_effective_prio == oldprio)
4273                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4274         }
4275
4276         queued = task_on_rq_queued(p);
4277         running = task_current(rq, p);
4278         if (queued)
4279                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4280         if (running)
4281                 put_prev_task(rq, p);
4282
4283         prev_class = p->sched_class;
4284         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4285
4286         if (queued) {
4287                 /*
4288                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4289                  * increased (user space view).
4290                  */
4291                 if (oldprio < p->prio)
4292                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4293
4294                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4295         }
4296         if (running)
4297                 set_curr_task(rq, p);
4298
4299         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4300         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4301         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4302
4303         if (pi)
4304                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4305
4306         /*
4307          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4308          */
4309         balance_callback(rq);
4310         preempt_enable();
4311
4312         return 0;
4313 }
4314
4315 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4316                                const struct sched_param *param, bool check)
4317 {
4318         struct sched_attr attr = {
4319                 .sched_policy   = policy,
4320                 .sched_priority = param->sched_priority,
4321                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4322         };
4323
4324         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4325         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4326                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4327                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4328                 attr.sched_policy = policy;
4329         }
4330
4331         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4332 }
4333 /**
4334  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4335  * @p: the task in question.
4336  * @policy: new policy.
4337  * @param: structure containing the new RT priority.
4338  *
4339  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4340  *
4341  * NOTE that the task may be already dead.
4342  */
4343 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4344                        const struct sched_param *param)
4345 {
4346         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4347 }
4348 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4349
4350 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4351 {
4352         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4353 }
4354 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4355
4356 /**
4357  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4358  * @p: the task in question.
4359  * @policy: new policy.
4360  * @param: structure containing the new RT priority.
4361  *
4362  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4363  * current context has permission.  For example, this is needed in
4364  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4365  * but our caller might not have that capability.
4366  *
4367  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4368  */
4369 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4370                                const struct sched_param *param)
4371 {
4372         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4373 }
4374 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4375
4376 static int
4377 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4378 {
4379         struct sched_param lparam;
4380         struct task_struct *p;
4381         int retval;
4382
4383         if (!param || pid < 0)
4384                 return -EINVAL;
4385         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4386                 return -EFAULT;
4387
4388         rcu_read_lock();
4389         retval = -ESRCH;
4390         p = find_process_by_pid(pid);
4391         if (p != NULL)
4392                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4393         rcu_read_unlock();
4394
4395         return retval;
4396 }
4397
4398 /*
4399  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4400  */
4401 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4402                            struct sched_attr *attr)
4403 {
4404         u32 size;
4405         int ret;
4406
4407         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4408                 return -EFAULT;
4409
4410         /*
4411          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4412          */
4413         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4414
4415         ret = get_user(size, &uattr->size);
4416         if (ret)
4417                 return ret;
4418
4419         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4420                 goto err_size;
4421
4422         if (!size)              /* abi compat */
4423                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4424
4425         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4426                 goto err_size;
4427
4428         /*
4429          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4430          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4431          * user-space does not rely on any kernel feature
4432          * extensions we dont know about yet.
4433          */
4434         if (size > sizeof(*attr)) {
4435                 unsigned char __user *addr;
4436                 unsigned char __user *end;
4437                 unsigned char val;
4438
4439                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4440                 end  = (void __user *)uattr + size;
4441
4442                 for (; addr < end; addr++) {
4443                         ret = get_user(val, addr);
4444                         if (ret)
4445                                 return ret;
4446                         if (val)
4447                                 goto err_size;
4448                 }
4449                 size = sizeof(*attr);
4450         }
4451
4452         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4453         if (ret)
4454                 return -EFAULT;
4455
4456         /*
4457          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4458          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4459          */
4460         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4461
4462         return 0;
4463
4464 err_size:
4465         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4466         return -E2BIG;
4467 }
4468
4469 /**
4470  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4471  * @pid: the pid in question.
4472  * @policy: new policy.
4473  * @param: structure containing the new RT priority.
4474  *
4475  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4476  */
4477 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4478                 struct sched_param __user *, param)
4479 {
4480         /* negative values for policy are not valid */
4481         if (policy < 0)
4482                 return -EINVAL;
4483
4484         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4485 }
4486
4487 /**
4488  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4489  * @pid: the pid in question.
4490  * @param: structure containing the new RT priority.
4491  *
4492  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4493  */
4494 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4495 {
4496         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4497 }
4498
4499 /**
4500  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4501  * @pid: the pid in question.
4502  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4503  * @flags: for future extension.
4504  */
4505 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4506                                unsigned int, flags)
4507 {
4508         struct sched_attr attr;
4509         struct task_struct *p;
4510         int retval;
4511
4512         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4513                 return -EINVAL;
4514
4515         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4516         if (retval)
4517                 return retval;
4518
4519         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4520                 return -EINVAL;
4521
4522         rcu_read_lock();
4523         retval = -ESRCH;
4524         p = find_process_by_pid(pid);
4525         if (p != NULL)
4526                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4527         rcu_read_unlock();
4528
4529         return retval;
4530 }
4531
4532 /**
4533  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4534  * @pid: the pid in question.
4535  *
4536  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4537  * code.
4538  */
4539 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4540 {
4541         struct task_struct *p;
4542         int retval;
4543
4544         if (pid < 0)
4545                 return -EINVAL;
4546
4547         retval = -ESRCH;
4548         rcu_read_lock();
4549         p = find_process_by_pid(pid);
4550         if (p) {
4551                 retval = security_task_getscheduler(p);
4552                 if (!retval)
4553                         retval = p->policy
4554                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4555         }
4556         rcu_read_unlock();
4557         return retval;
4558 }
4559
4560 /**
4561  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4562  * @pid: the pid in question.
4563  * @param: structure containing the RT priority.
4564  *
4565  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4566  * code.
4567  */
4568 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4569 {
4570         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4571         struct task_struct *p;
4572         int retval;
4573
4574         if (!param || pid < 0)
4575                 return -EINVAL;
4576
4577         rcu_read_lock();
4578         p = find_process_by_pid(pid);
4579         retval = -ESRCH;
4580         if (!p)
4581                 goto out_unlock;
4582
4583         retval = security_task_getscheduler(p);
4584         if (retval)
4585                 goto out_unlock;
4586
4587         if (task_has_rt_policy(p))
4588                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4589         rcu_read_unlock();
4590
4591         /*
4592          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4593          */
4594         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4595
4596         return retval;
4597
4598 out_unlock:
4599         rcu_read_unlock();
4600         return retval;
4601 }
4602
4603 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4604                            struct sched_attr *attr,
4605                            unsigned int usize)
4606 {
4607         int ret;
4608
4609         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4610                 return -EFAULT;
4611
4612         /*
4613          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4614          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4615          * user-space does not get uncomplete information.
4616          */
4617         if (usize < sizeof(*attr)) {
4618                 unsigned char *addr;
4619                 unsigned char *end;
4620
4621                 addr = (void *)attr + usize;
4622                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4623
4624                 for (; addr < end; addr++) {
4625                         if (*addr)
4626                                 return -EFBIG;
4627                 }
4628
4629                 attr->size = usize;
4630         }
4631
4632         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4633         if (ret)
4634                 return -EFAULT;
4635
4636         return 0;
4637 }
4638
4639 /**
4640  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4641  * @pid: the pid in question.
4642  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4643  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4644  * @flags: for future extension.
4645  */
4646 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4647                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4648 {
4649         struct sched_attr attr = {
4650                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4651         };
4652         struct task_struct *p;
4653         int retval;
4654
4655         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4656             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4657                 return -EINVAL;
4658
4659         rcu_read_lock();
4660         p = find_process_by_pid(pid);
4661         retval = -ESRCH;
4662         if (!p)
4663                 goto out_unlock;
4664
4665         retval = security_task_getscheduler(p);
4666         if (retval)
4667                 goto out_unlock;
4668
4669         attr.sched_policy = p->policy;
4670         if (p->sched_reset_on_fork)
4671                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4672         if (task_has_dl_policy(p))
4673                 __getparam_dl(p, &attr);
4674         else if (task_has_rt_policy(p))
4675                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4676         else
4677                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4678
4679         rcu_read_unlock();
4680
4681         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4682         return retval;
4683
4684 out_unlock:
4685         rcu_read_unlock();
4686         return retval;
4687 }
4688
4689 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4690 {
4691         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4692         struct task_struct *p;
4693         int retval;
4694
4695         rcu_read_lock();
4696
4697         p = find_process_by_pid(pid);
4698         if (!p) {
4699                 rcu_read_unlock();
4700                 return -ESRCH;
4701         }
4702
4703         /* Prevent p going away */
4704         get_task_struct(p);
4705         rcu_read_unlock();
4706
4707         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4708                 retval = -EINVAL;
4709                 goto out_put_task;
4710         }
4711         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4712                 retval = -ENOMEM;
4713                 goto out_put_task;
4714         }
4715         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4716                 retval = -ENOMEM;
4717                 goto out_free_cpus_allowed;
4718         }
4719         retval = -EPERM;
4720         if (!check_same_owner(p)) {
4721                 rcu_read_lock();
4722                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4723                         rcu_read_unlock();
4724                         goto out_free_new_mask;
4725                 }
4726                 rcu_read_unlock();
4727         }
4728
4729         retval = security_task_setscheduler(p);
4730         if (retval)
4731                 goto out_free_new_mask;
4732
4733
4734         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4735         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4736
4737         /*
4738          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4739          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4740          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4741          * root_domain.
4742          */
4743 #ifdef CONFIG_SMP
4744         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4745                 rcu_read_lock();
4746                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4747                         retval = -EBUSY;
4748                         rcu_read_unlock();
4749                         goto out_free_new_mask;
4750                 }
4751                 rcu_read_unlock();
4752         }
4753 #endif
4754 again:
4755         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4756
4757         if (!retval) {
4758                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4759                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4760                         /*
4761                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4762                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4763                          * cpuset's cpus_allowed
4764                          */
4765                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4766                         goto again;
4767                 }
4768         }
4769 out_free_new_mask:
4770         free_cpumask_var(new_mask);
4771 out_free_cpus_allowed:
4772         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4773 out_put_task:
4774         put_task_struct(p);
4775         return retval;
4776 }
4777
4778 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4779                              struct cpumask *new_mask)
4780 {
4781         if (len < cpumask_size())
4782                 cpumask_clear(new_mask);
4783         else if (len > cpumask_size())
4784                 len = cpumask_size();
4785
4786         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4787 }
4788
4789 /**
4790  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4791  * @pid: pid of the process
4792  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4793  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4794  *
4795  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4796  */
4797 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4798                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4799 {
4800         cpumask_var_t new_mask;
4801         int retval;
4802
4803         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4804                 return -ENOMEM;
4805
4806         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4807         if (retval == 0)
4808                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4809         free_cpumask_var(new_mask);
4810         return retval;
4811 }
4812
4813 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4814 {
4815         struct task_struct *p;
4816         unsigned long flags;
4817         int retval;
4818
4819         rcu_read_lock();
4820
4821         retval = -ESRCH;
4822         p = find_process_by_pid(pid);
4823         if (!p)
4824                 goto out_unlock;
4825
4826         retval = security_task_getscheduler(p);
4827         if (retval)
4828                 goto out_unlock;
4829
4830         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4831         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4832         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4833
4834 out_unlock:
4835         rcu_read_unlock();
4836
4837         return retval;
4838 }
4839
4840 /**
4841  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4842  * @pid: pid of the process
4843  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4844  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4845  *
4846  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4847  * error code otherwise.
4848  */
4849 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4850                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4851 {
4852         int ret;
4853         cpumask_var_t mask;
4854
4855         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4856                 return -EINVAL;
4857         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4858                 return -EINVAL;
4859
4860         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4861                 return -ENOMEM;
4862
4863         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4864         if (ret == 0) {
4865                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4866
4867                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4868                         ret = -EFAULT;
4869                 else
4870                         ret = retlen;
4871         }
4872         free_cpumask_var(mask);
4873
4874         return ret;
4875 }
4876
4877 /**
4878  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4879  *
4880  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4881  * other threads running on this CPU then this function will return.
4882  *
4883  * Return: 0.
4884  */
4885 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4886 {
4887         struct rq *rq = this_rq_lock();
4888
4889         schedstat_inc(rq->yld_count);
4890         current->sched_class->yield_task(rq);
4891
4892         /*
4893          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4894          * no need to preempt or enable interrupts:
4895          */
4896         __release(rq->lock);
4897         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4898         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4899         sched_preempt_enable_no_resched();
4900
4901         schedule();
4902
4903         return 0;
4904 }
4905
4906 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4907 int __sched _cond_resched(void)
4908 {
4909         if (should_resched(0)) {
4910                 preempt_schedule_common();
4911                 return 1;
4912         }
4913         return 0;
4914 }
4915 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4916 #endif
4917
4918 /*
4919  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4920  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4921  *
4922  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4923  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4924  * spin_unlock(), once by hand).
4925  */
4926 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4927 {
4928         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4929         int ret = 0;
4930
4931         lockdep_assert_held(lock);
4932
4933         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4934                 spin_unlock(lock);
4935                 if (resched)
4936                         preempt_schedule_common();
4937                 else
4938                         cpu_relax();
4939                 ret = 1;
4940                 spin_lock(lock);
4941         }
4942         return ret;
4943 }
4944 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4945
4946 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4947 {
4948         BUG_ON(!in_softirq());
4949
4950         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4951                 local_bh_enable();
4952                 preempt_schedule_common();
4953                 local_bh_disable();
4954                 return 1;
4955         }
4956         return 0;
4957 }
4958 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4959
4960 /**
4961  * yield - yield the current processor to other threads.
4962  *
4963  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4964  *
4965  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4966  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4967  * it, its already broken.
4968  *
4969  * Typical broken usage is:
4970  *
4971  * while (!event)
4972  *      yield();
4973  *
4974  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4975  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4976  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4977  *
4978  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4979  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4980  * If you still want to use yield(), do not!
4981  */
4982 void __sched yield(void)
4983 {
4984         set_current_state(TASK_RUNNING);
4985         sys_sched_yield();
4986 }
4987 EXPORT_SYMBOL(yield);
4988
4989 /**
4990  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4991  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4992  * processor it's on.
4993  * @p: target task
4994  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4995  *
4996  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4997  * can't go away on us before we can do any checks.
4998  *
4999  * Return:
5000  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5001  *      false (0) if we failed to boost the target.
5002  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5003  */
5004 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5005 {
5006         struct task_struct *curr = current;
5007         struct rq *rq, *p_rq;
5008         unsigned long flags;
5009         int yielded = 0;
5010
5011         local_irq_save(flags);
5012         rq = this_rq();
5013
5014 again:
5015         p_rq = task_rq(p);
5016         /*
5017          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5018          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5019          */
5020         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5021                 yielded = -ESRCH;
5022                 goto out_irq;
5023         }
5024
5025         double_rq_lock(rq, p_rq);
5026         if (task_rq(p) != p_rq) {
5027                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5028                 goto again;
5029         }
5030
5031         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5032                 goto out_unlock;
5033
5034         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5035                 goto out_unlock;
5036
5037         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5038                 goto out_unlock;
5039
5040         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5041         if (yielded) {
5042                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5043                 /*
5044                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5045                  * fairness.
5046                  */
5047                 if (preempt && rq != p_rq)
5048                         resched_curr(p_rq);
5049         }
5050
5051 out_unlock:
5052         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5053 out_irq:
5054         local_irq_restore(flags);
5055
5056         if (yielded > 0)
5057                 schedule();
5058
5059         return yielded;
5060 }
5061 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5062
5063 /*
5064  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5065  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5066  */
5067 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5068 {
5069         int old_iowait = current->in_iowait;
5070         struct rq *rq;
5071         long ret;
5072
5073         current->in_iowait = 1;
5074         blk_schedule_flush_plug(current);
5075
5076         delayacct_blkio_start();
5077         rq = raw_rq();
5078         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5079         ret = schedule_timeout(timeout);
5080         current->in_iowait = old_iowait;
5081         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5082         delayacct_blkio_end();
5083
5084         return ret;
5085 }
5086 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5087
5088 /**
5089  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5090  * @policy: scheduling class.
5091  *
5092  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5093  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5094  * On failure, a negative error code is returned.
5095  */
5096 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5097 {
5098         int ret = -EINVAL;
5099
5100         switch (policy) {
5101         case SCHED_FIFO:
5102         case SCHED_RR:
5103                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5104                 break;
5105         case SCHED_DEADLINE:
5106         case SCHED_NORMAL:
5107         case SCHED_BATCH:
5108         case SCHED_IDLE:
5109                 ret = 0;
5110                 break;
5111         }
5112         return ret;
5113 }
5114
5115 /**
5116  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5117  * @policy: scheduling class.
5118  *
5119  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5120  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5121  * On failure, a negative error code is returned.
5122  */
5123 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5124 {
5125         int ret = -EINVAL;
5126
5127         switch (policy) {
5128         case SCHED_FIFO:
5129         case SCHED_RR:
5130                 ret = 1;
5131                 break;
5132         case SCHED_DEADLINE:
5133         case SCHED_NORMAL:
5134         case SCHED_BATCH:
5135         case SCHED_IDLE:
5136                 ret = 0;
5137         }
5138         return ret;
5139 }
5140
5141 /**
5142  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5143  * @pid: pid of the process.
5144  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5145  *
5146  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5147  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5148  *
5149  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5150  * an error code.
5151  */
5152 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5153                 struct timespec __user *, interval)
5154 {
5155         struct task_struct *p;
5156         unsigned int time_slice;
5157         struct rq_flags rf;
5158         struct timespec t;
5159         struct rq *rq;
5160         int retval;
5161
5162         if (pid < 0)
5163                 return -EINVAL;
5164
5165         retval = -ESRCH;
5166         rcu_read_lock();
5167         p = find_process_by_pid(pid);
5168         if (!p)
5169                 goto out_unlock;
5170
5171         retval = security_task_getscheduler(p);
5172         if (retval)
5173                 goto out_unlock;
5174
5175         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5176         time_slice = 0;
5177         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5178                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5179         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5180
5181         rcu_read_unlock();
5182         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5183         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5184         return retval;
5185
5186 out_unlock:
5187         rcu_read_unlock();
5188         return retval;
5189 }
5190
5191 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5192
5193 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5194 {
5195         unsigned long free = 0;
5196         int ppid;
5197         unsigned long state = p->state;
5198
5199         if (!try_get_task_stack(p))
5200                 return;
5201         if (state)
5202                 state = __ffs(state) + 1;
5203         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5204                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5205         if (state == TASK_RUNNING)
5206                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5207 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5208         free = stack_not_used(p);
5209 #endif
5210         ppid = 0;
5211         rcu_read_lock();
5212         if (pid_alive(p))
5213                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5214         rcu_read_unlock();
5215         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5216                 task_pid_nr(p), ppid,
5217                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5218
5219         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5220         show_stack(p, NULL);
5221         put_task_stack(p);
5222 }
5223
5224 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5225 {
5226         struct task_struct *g, *p;
5227
5228 #if BITS_PER_LONG == 32
5229         printk(KERN_INFO
5230                 "  task                PC stack   pid father\n");
5231 #else
5232         printk(KERN_INFO
5233                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5234 #endif
5235         rcu_read_lock();
5236         for_each_process_thread(g, p) {
5237                 /*
5238                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5239                  * console might take a lot of time:
5240                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5241                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5242                  * an IPI.
5243                  */
5244                 touch_nmi_watchdog();
5245                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5246                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5247                         sched_show_task(p);
5248         }
5249
5250 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5251         if (!state_filter)
5252                 sysrq_sched_debug_show();
5253 #endif
5254         rcu_read_unlock();
5255         /*
5256          * Only show locks if all tasks are dumped:
5257          */
5258         if (!state_filter)
5259                 debug_show_all_locks();
5260 }
5261
5262 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5263 {
5264         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5265 }
5266
5267 /**
5268  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5269  * @idle: task in question
5270  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5271  *
5272  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5273  * flag, to make booting more robust.
5274  */
5275 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5276 {
5277         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5278         unsigned long flags;
5279
5280         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5281         raw_spin_lock(&rq->lock);
5282
5283         __sched_fork(0, idle);
5284         idle->state = TASK_RUNNING;
5285         idle->se.exec_start = sched_clock();
5286         idle->flags |= PF_IDLE;
5287
5288         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5289
5290 #ifdef CONFIG_SMP
5291         /*
5292          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5293          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5294          *
5295          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5296          */
5297         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5298 #endif
5299         /*
5300          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5301          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5302          * lockdep check in task_group() will fail.
5303          *
5304          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5305          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5306          *
5307          * Silence PROVE_RCU
5308          */
5309         rcu_read_lock();
5310         __set_task_cpu(idle, cpu);
5311         rcu_read_unlock();
5312
5313         rq->curr = rq->idle = idle;
5314         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5315 #ifdef CONFIG_SMP
5316         idle->on_cpu = 1;
5317 #endif
5318         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5319         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5320
5321         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5322         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5323
5324         /*
5325          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5326          */
5327         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5328         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5329         vtime_init_idle(idle, cpu);
5330 #ifdef CONFIG_SMP
5331         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5332 #endif
5333 }
5334
5335 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5336                               const struct cpumask *trial)
5337 {
5338         int ret = 1, trial_cpus;
5339         struct dl_bw *cur_dl_b;
5340         unsigned long flags;
5341
5342         if (!cpumask_weight(cur))
5343                 return ret;
5344
5345         rcu_read_lock_sched();
5346         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5347         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5348
5349         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5350         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5351             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5352                 ret = 0;
5353         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5354         rcu_read_unlock_sched();
5355
5356         return ret;
5357 }
5358
5359 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5360                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5361 {
5362         int ret = 0;
5363
5364         /*
5365          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5366          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5367          * affinity and isolating such threads by their set of
5368          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5369          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5370          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5371          * before cpus_allowed may be changed.
5372          */
5373         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5374                 ret = -EINVAL;
5375                 goto out;
5376         }
5377
5378 #ifdef CONFIG_SMP
5379         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5380                                               cs_cpus_allowed)) {
5381                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5382                                                         cs_cpus_allowed);
5383                 struct dl_bw *dl_b;
5384                 bool overflow;
5385                 int cpus;
5386                 unsigned long flags;
5387
5388                 rcu_read_lock_sched();
5389                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5390                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5391                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5392                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5393                 if (overflow)
5394                         ret = -EBUSY;
5395                 else {
5396                         /*
5397                          * We reserve space for this task in the destination
5398                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5399                          * We will free resources in the source root_domain
5400                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5401                          */
5402                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5403                 }
5404                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5405                 rcu_read_unlock_sched();
5406
5407         }
5408 #endif
5409 out:
5410         return ret;
5411 }
5412
5413 #ifdef CONFIG_SMP
5414
5415 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5416
5417 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5418 /* Migrate current task p to target_cpu */
5419 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5420 {
5421         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5422         int curr_cpu = task_cpu(p);
5423
5424         if (curr_cpu == target_cpu)
5425                 return 0;
5426
5427         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5428                 return -EINVAL;
5429
5430         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5431
5432         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5433         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5434 }
5435
5436 /*
5437  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5438  * tasks on the runqueues
5439  */
5440 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5441 {
5442         bool queued, running;
5443         struct rq_flags rf;
5444         struct rq *rq;
5445
5446         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5447         queued = task_on_rq_queued(p);
5448         running = task_current(rq, p);
5449
5450         if (queued)
5451                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5452         if (running)
5453                 put_prev_task(rq, p);
5454
5455         p->numa_preferred_nid = nid;
5456
5457         if (queued)
5458                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5459         if (running)
5460                 set_curr_task(rq, p);
5461         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5462 }
5463 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5464
5465 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5466 /*
5467  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5468  * offline.
5469  */
5470 void idle_task_exit(void)
5471 {
5472         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5473
5474         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5475
5476         if (mm != &init_mm) {
5477                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5478                 finish_arch_post_lock_switch();
5479         }
5480         mmdrop(mm);
5481 }
5482
5483 /*
5484  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5485  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5486  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5487  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5488  * calculation.
5489  *
5490  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5491  */
5492 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5493 {
5494         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5495         if (delta)
5496                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5497 }
5498
5499 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5500 {
5501 }
5502
5503 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5504         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5505 };
5506
5507 static struct task_struct fake_task = {
5508         /*
5509          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5510          */
5511         .prio = MAX_PRIO + 1,
5512         .sched_class = &fake_sched_class,
5513 };
5514
5515 /*
5516  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5517  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5518  *
5519  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5520  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5521  * because of lock validation efforts.
5522  */
5523 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5524 {
5525         struct rq *rq = dead_rq;
5526         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5527         struct rq_flags rf;
5528         int dest_cpu;
5529
5530         /*
5531          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5532          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5533          *
5534          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5535          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5536          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5537          * done here.
5538          */
5539         rq->stop = NULL;
5540
5541         /*
5542          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5543          * class method both need to have an up-to-date
5544          * value of rq->clock[_task]
5545          */
5546         update_rq_clock(rq);
5547
5548         for (;;) {
5549                 /*
5550                  * There's this thread running, bail when that's the only
5551                  * remaining thread.
5552                  */
5553                 if (rq->nr_running == 1)
5554                         break;
5555
5556                 /*
5557                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5558                  */
5559                 rq_pin_lock(rq, &rf);
5560                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5561                 BUG_ON(!next);
5562                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5563
5564                 /*
5565                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5566                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5567                  * stabilizes the mask.
5568                  *
5569                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5570                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5571                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5572                  */
5573                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5574                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5575                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5576                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5577
5578                 /*
5579                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5580                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5581                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5582                  */
5583                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5584                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5585                         continue;
5586                 }
5587
5588                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5589                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5590
5591                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5592                 if (rq != dead_rq) {
5593                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5594                         rq = dead_rq;
5595                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5596                 }
5597                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5598         }
5599
5600         rq->stop = stop;
5601 }
5602 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5603
5604 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5605 {
5606         if (!rq->online) {
5607                 const struct sched_class *class;
5608
5609                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5610                 rq->online = 1;
5611
5612                 for_each_class(class) {
5613                         if (class->rq_online)
5614                                 class->rq_online(rq);
5615                 }
5616         }
5617 }
5618
5619 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5620 {
5621         if (rq->online) {
5622                 const struct sched_class *class;
5623
5624                 for_each_class(class) {
5625                         if (class->rq_offline)
5626                                 class->rq_offline(rq);
5627                 }
5628
5629                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5630                 rq->online = 0;
5631         }
5632 }
5633
5634 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5635 {
5636         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5637
5638         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5639 }
5640
5641 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5642
5643 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5644
5645 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5646
5647 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5648 {
5649         sched_debug_enabled = 1;
5650
5651         return 0;
5652 }
5653 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5654
5655 static inline bool sched_debug(void)
5656 {
5657         return sched_debug_enabled;
5658 }
5659
5660 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5661                                   struct cpumask *groupmask)
5662 {
5663         struct sched_group *group = sd->groups;
5664
5665         cpumask_clear(groupmask);
5666
5667         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5668
5669         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5670                 printk("does not load-balance\n");
5671                 if (sd->parent)
5672                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5673                                         " has parent");
5674                 return -1;
5675         }
5676
5677         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5678                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5679
5680         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5681                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5682                                 "CPU%d\n", cpu);
5683         }
5684         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5685                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5686                                 " CPU%d\n", cpu);
5687         }
5688
5689         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5690         do {
5691                 if (!group) {
5692                         printk("\n");
5693                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5694                         break;
5695                 }
5696
5697                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5698                         printk(KERN_CONT "\n");
5699                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5700                         break;
5701                 }
5702
5703                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5704                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5705                         printk(KERN_CONT "\n");
5706                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5707                         break;
5708                 }
5709
5710                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5711
5712                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5713                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5714                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5715                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %lu)",
5716                                 group->sgc->capacity);
5717                 }
5718
5719                 group = group->next;
5720         } while (group != sd->groups);
5721         printk(KERN_CONT "\n");
5722
5723         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5724                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5725
5726         if (sd->parent &&
5727             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5728                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5729                         "of domain->span\n");
5730         return 0;
5731 }
5732
5733 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5734 {
5735         int level = 0;
5736
5737         if (!sched_debug_enabled)
5738                 return;
5739
5740         if (!sd) {
5741                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5742                 return;
5743         }
5744
5745         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5746
5747         for (;;) {
5748                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5749                         break;
5750                 level++;
5751                 sd = sd->parent;
5752                 if (!sd)
5753                         break;
5754         }
5755 }
5756 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5757
5758 # define sched_debug_enabled 0
5759 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5760 static inline bool sched_debug(void)
5761 {
5762         return false;
5763 }
5764 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5765
5766 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5767 {
5768         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5769                 return 1;
5770
5771         /* Following flags need at least 2 groups */
5772         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5773                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5774                          SD_BALANCE_FORK |
5775                          SD_BALANCE_EXEC |
5776                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5777                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5778                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5779                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5780                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5781                         return 0;
5782         }
5783
5784         /* Following flags don't use groups */
5785         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5786                 return 0;
5787
5788         return 1;
5789 }
5790
5791 static int
5792 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5793 {
5794         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5795
5796         if (sd_degenerate(parent))
5797                 return 1;
5798
5799         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5800                 return 0;
5801
5802         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5803         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5804                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5805                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5806                                 SD_BALANCE_FORK |
5807                                 SD_BALANCE_EXEC |
5808                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5809                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5810                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5811                                 SD_PREFER_SIBLING |
5812                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5813                 if (nr_node_ids == 1)
5814                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5815         }
5816         if (~cflags & pflags)
5817                 return 0;
5818
5819         return 1;
5820 }
5821
5822 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5823 {
5824         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5825
5826         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5827         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5828         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5829         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5830         free_cpumask_var(rd->online);
5831         free_cpumask_var(rd->span);
5832         kfree(rd);
5833 }
5834
5835 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5836 {
5837         struct root_domain *old_rd = NULL;
5838         unsigned long flags;
5839
5840         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5841
5842         if (rq->rd) {
5843                 old_rd = rq->rd;
5844
5845                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5846                         set_rq_offline(rq);
5847
5848                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5849
5850                 /*
5851                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5852                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5853                  * in this function:
5854                  */
5855                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5856                         old_rd = NULL;
5857         }
5858
5859         atomic_inc(&rd->refcount);
5860         rq->rd = rd;
5861
5862         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5863         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5864                 set_rq_online(rq);
5865
5866         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5867
5868         if (old_rd)
5869                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5870 }
5871
5872 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5873 {
5874         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5875
5876         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5877                 goto out;
5878         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5879                 goto free_span;
5880         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5881                 goto free_online;
5882         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5883                 goto free_dlo_mask;
5884
5885         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5886         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5887                 goto free_dlo_mask;
5888
5889         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5890                 goto free_rto_mask;
5891         return 0;
5892
5893 free_rto_mask:
5894         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5895 free_dlo_mask:
5896         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5897 free_online:
5898         free_cpumask_var(rd->online);
5899 free_span:
5900         free_cpumask_var(rd->span);
5901 out:
5902         return -ENOMEM;
5903 }
5904
5905 /*
5906  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5907  * members (mimicking the global state we have today).
5908  */
5909 struct root_domain def_root_domain;
5910
5911 static void init_defrootdomain(void)
5912 {
5913         init_rootdomain(&def_root_domain);
5914
5915         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5916 }
5917
5918 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5919 {
5920         struct root_domain *rd;
5921
5922         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5923         if (!rd)
5924                 return NULL;
5925
5926         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5927                 kfree(rd);
5928                 return NULL;
5929         }
5930
5931         return rd;
5932 }
5933
5934 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5935 {
5936         struct sched_group *tmp, *first;
5937
5938         if (!sg)
5939                 return;
5940
5941         first = sg;
5942         do {
5943                 tmp = sg->next;
5944
5945                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5946                         kfree(sg->sgc);
5947
5948                 kfree(sg);
5949                 sg = tmp;
5950         } while (sg != first);
5951 }
5952
5953 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd)
5954 {
5955         /*
5956          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5957          * nuke them all.
5958          */
5959         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5960                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5961         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5962                 kfree(sd->groups->sgc);
5963                 kfree(sd->groups);
5964         }
5965         if (sd->shared && atomic_dec_and_test(&sd->shared->ref))
5966                 kfree(sd->shared);
5967         kfree(sd);
5968 }
5969
5970 static void destroy_sched_domains_rcu(struct rcu_head *rcu)
5971 {
5972         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5973
5974         while (sd) {
5975                 struct sched_domain *parent = sd->parent;
5976                 destroy_sched_domain(sd);
5977                 sd = parent;
5978         }
5979 }
5980
5981 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd)
5982 {
5983         if (sd)
5984                 call_rcu(&sd->rcu, destroy_sched_domains_rcu);
5985 }
5986
5987 /*
5988  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5989  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5990  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5991  *
5992  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5993  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5994  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5995  */
5996 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5997 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5998 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5999 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
6000 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
6001 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
6002
6003 static void update_top_cache_domain(int cpu)
6004 {
6005         struct sched_domain_shared *sds = NULL;
6006         struct sched_domain *sd;
6007         int id = cpu;
6008         int size = 1;
6009
6010         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6011         if (sd) {
6012                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6013                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6014                 sds = sd->shared;
6015         }
6016
6017         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6018         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6019         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6020         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc_shared, cpu), sds);
6021
6022         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6023         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6024
6025         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6026         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6027 }
6028
6029 /*
6030  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6031  * hold the hotplug lock.
6032  */
6033 static void
6034 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6035 {
6036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6037         struct sched_domain *tmp;
6038
6039         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6040         for (tmp = sd; tmp; ) {
6041                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6042                 if (!parent)
6043                         break;
6044
6045                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6046                         tmp->parent = parent->parent;
6047                         if (parent->parent)
6048                                 parent->parent->child = tmp;
6049                         /*
6050                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6051                          * degenerate parent; the spans match for this
6052                          * so the property transfers.
6053                          */
6054                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6055                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6056                         destroy_sched_domain(parent);
6057                 } else
6058                         tmp = tmp->parent;
6059         }
6060
6061         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6062                 tmp = sd;
6063                 sd = sd->parent;
6064                 destroy_sched_domain(tmp);
6065                 if (sd)
6066                         sd->child = NULL;
6067         }
6068
6069         sched_domain_debug(sd, cpu);
6070
6071         rq_attach_root(rq, rd);
6072         tmp = rq->sd;
6073         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6074         destroy_sched_domains(tmp);
6075
6076         update_top_cache_domain(cpu);
6077 }
6078
6079 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6080 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6081 {
6082         int ret;
6083
6084         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6085         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6086         if (ret) {
6087                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6088                 return 0;
6089         }
6090         return 1;
6091 }
6092 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6093
6094 struct s_data {
6095         struct sched_domain ** __percpu sd;
6096         struct root_domain      *rd;
6097 };
6098
6099 enum s_alloc {
6100         sa_rootdomain,
6101         sa_sd,
6102         sa_sd_storage,
6103         sa_none,
6104 };
6105
6106 /*
6107  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6108  * domain traversal.
6109  *
6110  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6111  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6112  * range.
6113  *
6114  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6115  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6116  * cpu they're built on, so check that.
6117  *
6118  */
6119 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6120 {
6121         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6122         struct sd_data *sdd = sd->private;
6123         struct sched_domain *sibling;
6124         int i;
6125
6126         for_each_cpu(i, span) {
6127                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6128                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6129                         continue;
6130
6131                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6132         }
6133 }
6134
6135 /*
6136  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6137  * of this group that's also in the iteration mask.
6138  */
6139 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6140 {
6141         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6142 }
6143
6144 static int
6145 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6146 {
6147         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6148         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6149         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6150         struct sd_data *sdd = sd->private;
6151         struct sched_domain *sibling;
6152         int i;
6153
6154         cpumask_clear(covered);
6155
6156         for_each_cpu(i, span) {
6157                 struct cpumask *sg_span;
6158
6159                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6160                         continue;
6161
6162                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6163
6164                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6165                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6166                         continue;
6167
6168                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6169                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6170
6171                 if (!sg)
6172                         goto fail;
6173
6174                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6175                 if (sibling->child)
6176                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6177                 else
6178                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6179
6180                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6181
6182                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6183                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6184                         build_group_mask(sd, sg);
6185
6186                 /*
6187                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6188                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6189                  * die on a /0 trap.
6190                  */
6191                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6192                 sg->sgc->min_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6193
6194                 /*
6195                  * Make sure the first group of this domain contains the
6196                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6197                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6198                  */
6199                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6200                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6201                         groups = sg;
6202
6203                 if (!first)
6204                         first = sg;
6205                 if (last)
6206                         last->next = sg;
6207                 last = sg;
6208                 last->next = first;
6209         }
6210         sd->groups = groups;
6211
6212         return 0;
6213
6214 fail:
6215         free_sched_groups(first, 0);
6216
6217         return -ENOMEM;
6218 }
6219
6220 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6221 {
6222         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6223         struct sched_domain *child = sd->child;
6224
6225         if (child)
6226                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6227
6228         if (sg) {
6229                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6230                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6231                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6232         }
6233
6234         return cpu;
6235 }
6236
6237 /*
6238  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6239  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6240  * and ->cpu_capacity to 0.
6241  *
6242  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6243  */
6244 static int
6245 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6246 {
6247         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6248         struct sd_data *sdd = sd->private;
6249         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6250         struct cpumask *covered;
6251         int i;
6252
6253         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6254         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6255
6256         if (cpu != cpumask_first(span))
6257                 return 0;
6258
6259         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6260         covered = sched_domains_tmpmask;
6261
6262         cpumask_clear(covered);
6263
6264         for_each_cpu(i, span) {
6265                 struct sched_group *sg;
6266                 int group, j;
6267
6268                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6269                         continue;
6270
6271                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6272                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6273
6274                 for_each_cpu(j, span) {
6275                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6276                                 continue;
6277
6278                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6279                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6280                 }
6281
6282                 if (!first)
6283                         first = sg;
6284                 if (last)
6285                         last->next = sg;
6286                 last = sg;
6287         }
6288         last->next = first;
6289
6290         return 0;
6291 }
6292
6293 /*
6294  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6295  *
6296  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6297  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6298  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6299  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6300  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6301  * group having less cpu_capacity.
6302  */
6303 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6304 {
6305         struct sched_group *sg = sd->groups;
6306
6307         WARN_ON(!sg);
6308
6309         do {
6310                 int cpu, max_cpu = -1;
6311
6312                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6313
6314                 if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
6315                         goto next;
6316
6317                 for_each_cpu(cpu, sched_group_cpus(sg)) {
6318                         if (max_cpu < 0)
6319                                 max_cpu = cpu;
6320                         else if (sched_asym_prefer(cpu, max_cpu))
6321                                 max_cpu = cpu;
6322                 }
6323                 sg->asym_prefer_cpu = max_cpu;
6324
6325 next:
6326                 sg = sg->next;
6327         } while (sg != sd->groups);
6328
6329         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6330                 return;
6331
6332         update_group_capacity(sd, cpu);
6333 }
6334
6335 /*
6336  * Initializers for schedule domains
6337  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6338  */
6339
6340 static int default_relax_domain_level = -1;
6341 int sched_domain_level_max;
6342
6343 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6344 {
6345         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6346                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6347
6348         return 1;
6349 }
6350 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6351
6352 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6353                                  struct sched_domain_attr *attr)
6354 {
6355         int request;
6356
6357         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6358                 if (default_relax_domain_level < 0)
6359                         return;
6360                 else
6361                         request = default_relax_domain_level;
6362         } else
6363                 request = attr->relax_domain_level;
6364         if (request < sd->level) {
6365                 /* turn off idle balance on this domain */
6366                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6367         } else {
6368                 /* turn on idle balance on this domain */
6369                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6370         }
6371 }
6372
6373 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6374 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6375
6376 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6377                                  const struct cpumask *cpu_map)
6378 {
6379         switch (what) {
6380         case sa_rootdomain:
6381                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6382                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6383         case sa_sd:
6384                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6385         case sa_sd_storage:
6386                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6387         case sa_none:
6388                 break;
6389         }
6390 }
6391
6392 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6393                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6394 {
6395         memset(d, 0, sizeof(*d));
6396
6397         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6398                 return sa_sd_storage;
6399         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6400         if (!d->sd)
6401                 return sa_sd_storage;
6402         d->rd = alloc_rootdomain();
6403         if (!d->rd)
6404                 return sa_sd;
6405         return sa_rootdomain;
6406 }
6407
6408 /*
6409  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6410  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6411  * will not free the data we're using.
6412  */
6413 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6414 {
6415         struct sd_data *sdd = sd->private;
6416
6417         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6418         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6419
6420         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu))->ref))
6421                 *per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu) = NULL;
6422
6423         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6424                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6425
6426         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6427                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6428 }
6429
6430 #ifdef CONFIG_NUMA
6431 static int sched_domains_numa_levels;
6432 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6433 static int *sched_domains_numa_distance;
6434 int sched_max_numa_distance;
6435 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6436 static int sched_domains_curr_level;
6437 #endif
6438
6439 /*
6440  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6441  *
6442  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6443  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6444  * function:
6445  *
6446  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6447  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6448  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6449  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6450  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6451  *
6452  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6453  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6454  *
6455  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6456  */
6457 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6458         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6459          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6460          SD_NUMA |                      \
6461          SD_ASYM_PACKING |              \
6462          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6463          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6464
6465 static struct sched_domain *
6466 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6467         const struct cpumask *cpu_map,
6468         struct sched_domain *child, int cpu)
6469 {
6470         struct sd_data *sdd = &tl->data;
6471         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6472         int sd_id, sd_weight, sd_flags = 0;
6473
6474 #ifdef CONFIG_NUMA
6475         /*
6476          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6477          */
6478         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6479 #endif
6480
6481         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6482
6483         if (tl->sd_flags)
6484                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6485         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6486                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6487                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6488
6489         *sd = (struct sched_domain){
6490                 .min_interval           = sd_weight,
6491                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6492                 .busy_factor            = 32,
6493                 .imbalance_pct          = 125,
6494
6495                 .cache_nice_tries       = 0,
6496                 .busy_idx               = 0,
6497                 .idle_idx               = 0,
6498                 .newidle_idx            = 0,
6499                 .wake_idx               = 0,
6500                 .forkexec_idx           = 0,
6501
6502                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6503                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6504                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6505                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6506                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6507                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6508                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6509                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6510                                         | 0*SD_SERIALIZE
6511                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6512                                         | 0*SD_NUMA
6513                                         | sd_flags
6514                                         ,
6515
6516                 .last_balance           = jiffies,
6517                 .balance_interval       = sd_weight,
6518                 .smt_gain               = 0,
6519                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6520                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6521                 .child                  = child,
6522 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6523                 .name                   = tl->name,
6524 #endif
6525         };
6526
6527         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6528         sd_id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6529
6530         /*
6531          * Convert topological properties into behaviour.
6532          */
6533
6534         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6535                 struct sched_domain *t = sd;
6536
6537                 for_each_lower_domain(t)
6538                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6539         }
6540
6541         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6542                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6543                 sd->imbalance_pct = 110;
6544                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6545
6546         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6547                 sd->imbalance_pct = 117;
6548                 sd->cache_nice_tries = 1;
6549                 sd->busy_idx = 2;
6550
6551 #ifdef CONFIG_NUMA
6552         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6553                 sd->cache_nice_tries = 2;
6554                 sd->busy_idx = 3;
6555                 sd->idle_idx = 2;
6556
6557                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6558                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6559                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6560                                        SD_BALANCE_FORK |
6561                                        SD_WAKE_AFFINE);
6562                 }
6563
6564 #endif
6565         } else {
6566                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6567                 sd->cache_nice_tries = 1;
6568                 sd->busy_idx = 2;
6569                 sd->idle_idx = 1;
6570         }
6571
6572         /*
6573          * For all levels sharing cache; connect a sched_domain_shared
6574          * instance.
6575          */
6576         if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6577                 sd->shared = *per_cpu_ptr(sdd->sds, sd_id);
6578                 atomic_inc(&sd->shared->ref);
6579                 atomic_set(&sd->shared->nr_busy_cpus, sd_weight);
6580         }
6581
6582         sd->private = sdd;
6583
6584         return sd;
6585 }
6586
6587 /*
6588  * Topology list, bottom-up.
6589  */
6590 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6591 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6592         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6593 #endif
6594 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6595         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6596 #endif
6597         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6598         { NULL, },
6599 };
6600
6601 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6602         default_topology;
6603
6604 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6605         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6606
6607 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6608 {
6609         if (WARN_ON_ONCE(sched_smp_initialized))
6610                 return;
6611
6612         sched_domain_topology = tl;
6613 }
6614
6615 #ifdef CONFIG_NUMA
6616
6617 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6618 {
6619         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6620 }
6621
6622 static void sched_numa_warn(const char *str)
6623 {
6624         static int done = false;
6625         int i,j;
6626
6627         if (done)
6628                 return;
6629
6630         done = true;
6631
6632         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6633
6634         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6635                 printk(KERN_WARNING "  ");
6636                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6637                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6638                 printk(KERN_CONT "\n");
6639         }
6640         printk(KERN_WARNING "\n");
6641 }
6642
6643 bool find_numa_distance(int distance)
6644 {
6645         int i;
6646
6647         if (distance == node_distance(0, 0))
6648                 return true;
6649
6650         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6651                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6652                         return true;
6653         }
6654
6655         return false;
6656 }
6657
6658 /*
6659  * A system can have three types of NUMA topology:
6660  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6661  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6662  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6663  *
6664  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6665  * topology lies in whether communication between not directly
6666  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6667  * could run), or through backplane controllers. This affects
6668  * placement of programs.
6669  *
6670  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6671  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6672  *   is directly connected.
6673  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6674  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6675  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6676  */
6677 static void init_numa_topology_type(void)
6678 {
6679         int a, b, c, n;
6680
6681         n = sched_max_numa_distance;
6682
6683         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6684                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6685                 return;
6686         }
6687
6688         for_each_online_node(a) {
6689                 for_each_online_node(b) {
6690                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6691                         if (node_distance(a, b) < n)
6692                                 continue;
6693
6694                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6695                         for_each_online_node(c) {
6696                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6697                                     node_distance(b, c) < n) {
6698                                         sched_numa_topology_type =
6699                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6700                                         return;
6701                                 }
6702                         }
6703
6704                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6705                         return;
6706                 }
6707         }
6708 }
6709
6710 static void sched_init_numa(void)
6711 {
6712         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6713         struct sched_domain_topology_level *tl;
6714         int level = 0;
6715         int i, j, k;
6716
6717         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6718         if (!sched_domains_numa_distance)
6719                 return;
6720
6721         /*
6722          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6723          * unique distances in the node_distance() table.
6724          *
6725          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6726          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6727          */
6728         next_distance = curr_distance;
6729         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6730                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6731                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6732                                 int distance = node_distance(i, k);
6733
6734                                 if (distance > curr_distance &&
6735                                     (distance < next_distance ||
6736                                      next_distance == curr_distance))
6737                                         next_distance = distance;
6738
6739                                 /*
6740                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6741                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6742                                  * equally connected to A.
6743                                  */
6744                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6745                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6746
6747                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6748                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6749                         }
6750                         if (next_distance != curr_distance) {
6751                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6752                                 sched_domains_numa_levels = level;
6753                                 curr_distance = next_distance;
6754                         } else break;
6755                 }
6756
6757                 /*
6758                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6759                  */
6760                 if (!sched_debug())
6761                         break;
6762         }
6763
6764         if (!level)
6765                 return;
6766
6767         /*
6768          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6769          * identity distance node_distance(i,i).
6770          *
6771          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6772          * numbers.
6773          */
6774
6775         /*
6776          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6777          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6778          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6779          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6780          * in other functions.
6781          *
6782          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6783          */
6784         sched_domains_numa_levels = 0;
6785
6786         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6787         if (!sched_domains_numa_masks)
6788                 return;
6789
6790         /*
6791          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6792          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6793          */
6794         for (i = 0; i < level; i++) {
6795                 sched_domains_numa_masks[i] =
6796                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6797                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6798                         return;
6799
6800                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6801                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6802                         if (!mask)
6803                                 return;
6804
6805                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6806
6807                         for_each_node(k) {
6808                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6809                                         continue;
6810
6811                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6812                         }
6813                 }
6814         }
6815
6816         /* Compute default topology size */
6817         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6818
6819         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6820                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6821         if (!tl)
6822                 return;
6823
6824         /*
6825          * Copy the default topology bits..
6826          */
6827         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6828                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6829
6830         /*
6831          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6832          */
6833         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6834                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6835                         .mask = sd_numa_mask,
6836                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6837                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6838                         .numa_level = j,
6839                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6840                 };
6841         }
6842
6843         sched_domain_topology = tl;
6844
6845         sched_domains_numa_levels = level;
6846         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6847
6848         init_numa_topology_type();
6849 }
6850
6851 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6852 {
6853         int node = cpu_to_node(cpu);
6854         int i, j;
6855
6856         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6857                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6858                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6859                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6860                 }
6861         }
6862 }
6863
6864 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6865 {
6866         int i, j;
6867
6868         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6869                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6870                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6871         }
6872 }
6873
6874 #else
6875 static inline void sched_init_numa(void) { }
6876 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6877 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6878 #endif /* CONFIG_NUMA */
6879
6880 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6881 {
6882         struct sched_domain_topology_level *tl;
6883         int j;
6884
6885         for_each_sd_topology(tl) {
6886                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6887
6888                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6889                 if (!sdd->sd)
6890                         return -ENOMEM;
6891
6892                 sdd->sds = alloc_percpu(struct sched_domain_shared *);
6893                 if (!sdd->sds)
6894                         return -ENOMEM;
6895
6896                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6897                 if (!sdd->sg)
6898                         return -ENOMEM;
6899
6900                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6901                 if (!sdd->sgc)
6902                         return -ENOMEM;
6903
6904                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6905                         struct sched_domain *sd;
6906                         struct sched_domain_shared *sds;
6907                         struct sched_group *sg;
6908                         struct sched_group_capacity *sgc;
6909
6910                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6911                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6912                         if (!sd)
6913                                 return -ENOMEM;
6914
6915                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6916
6917                         sds = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain_shared),
6918                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6919                         if (!sds)
6920                                 return -ENOMEM;
6921
6922                         *per_cpu_ptr(sdd->sds, j) = sds;
6923
6924                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6925                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6926                         if (!sg)
6927                                 return -ENOMEM;
6928
6929                         sg->next = sg;
6930
6931                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6932
6933                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6934                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6935                         if (!sgc)
6936                                 return -ENOMEM;
6937
6938                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6939                 }
6940         }
6941
6942         return 0;
6943 }
6944
6945 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6946 {
6947         struct sched_domain_topology_level *tl;
6948         int j;
6949
6950         for_each_sd_topology(tl) {
6951                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6952
6953                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6954                         struct sched_domain *sd;
6955
6956                         if (sdd->sd) {
6957                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6958                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6959                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6960                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6961                         }
6962
6963                         if (sdd->sds)
6964                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sds, j));
6965                         if (sdd->sg)
6966                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6967                         if (sdd->sgc)
6968                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6969                 }
6970                 free_percpu(sdd->sd);
6971                 sdd->sd = NULL;
6972                 free_percpu(sdd->sds);
6973                 sdd->sds = NULL;
6974                 free_percpu(sdd->sg);
6975                 sdd->sg = NULL;
6976                 free_percpu(sdd->sgc);
6977                 sdd->sgc = NULL;
6978         }
6979 }
6980
6981 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6982                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6983                 struct sched_domain *child, int cpu)
6984 {
6985         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu_map, child, cpu);
6986
6987         if (child) {
6988                 sd->level = child->level + 1;
6989                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6990                 child->parent = sd;
6991
6992                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6993                                     sched_domain_span(sd))) {
6994                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6995 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6996                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6997                                         child->name, sd->name);
6998 #endif
6999                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
7000                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
7001                                    sched_domain_span(sd),
7002                                    sched_domain_span(child));
7003                 }
7004
7005         }
7006         set_domain_attribute(sd, attr);
7007
7008         return sd;
7009 }
7010
7011 /*
7012  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
7013  * to the individual cpus
7014  */
7015 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
7016                                struct sched_domain_attr *attr)
7017 {
7018         enum s_alloc alloc_state;
7019         struct sched_domain *sd;
7020         struct s_data d;
7021         struct rq *rq = NULL;
7022         int i, ret = -ENOMEM;
7023
7024         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
7025         if (alloc_state != sa_rootdomain)
7026                 goto error;
7027
7028         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
7029         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7030                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7031
7032                 sd = NULL;
7033                 for_each_sd_topology(tl) {
7034                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7035                         if (tl == sched_domain_topology)
7036                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7037                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7038                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7039                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7040                                 break;
7041                 }
7042         }
7043
7044         /* Build the groups for the domains */
7045         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7046                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7047                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7048                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7049                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7050                                         goto error;
7051                         } else {
7052                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7053                                         goto error;
7054                         }
7055                 }
7056         }
7057
7058         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7059         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7060                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7061                         continue;
7062
7063                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7064                         claim_allocations(i, sd);
7065                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7066                 }
7067         }
7068
7069         /* Attach the domains */
7070         rcu_read_lock();
7071         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7072                 rq = cpu_rq(i);
7073                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7074
7075                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
7076                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
7077                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
7078
7079                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7080         }
7081         rcu_read_unlock();
7082
7083         if (rq && sched_debug_enabled) {
7084                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
7085                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
7086         }
7087
7088         ret = 0;
7089 error:
7090         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7091         return ret;
7092 }
7093
7094 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7095 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7096 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7097                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7098
7099 /*
7100  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7101  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7102  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7103  */
7104 static cpumask_var_t fallback_doms;
7105
7106 /*
7107  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7108  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7109  * or 0 if it stayed the same.
7110  */
7111 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7112 {
7113         return 0;
7114 }
7115
7116 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7117 {
7118         int i;
7119         cpumask_var_t *doms;
7120
7121         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7122         if (!doms)
7123                 return NULL;
7124         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7125                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7126                         free_sched_domains(doms, i);
7127                         return NULL;
7128                 }
7129         }
7130         return doms;
7131 }
7132
7133 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7134 {
7135         unsigned int i;
7136         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7137                 free_cpumask_var(doms[i]);
7138         kfree(doms);
7139 }
7140
7141 /*
7142  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7143  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7144  * exclude other special cases in the future.
7145  */
7146 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7147 {
7148         int err;
7149
7150         arch_update_cpu_topology();
7151         ndoms_cur = 1;
7152         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7153         if (!doms_cur)
7154                 doms_cur = &fallback_doms;
7155         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7156         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7157         register_sched_domain_sysctl();
7158
7159         return err;
7160 }
7161
7162 /*
7163  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7164  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7165  */
7166 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7167 {
7168         int i;
7169
7170         rcu_read_lock();
7171         for_each_cpu(i, cpu_map)
7172                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7173         rcu_read_unlock();
7174 }
7175
7176 /* handle null as "default" */
7177 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7178                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7179 {
7180         struct sched_domain_attr tmp;
7181
7182         /* fast path */
7183         if (!new && !cur)
7184                 return 1;
7185
7186         tmp = SD_ATTR_INIT;
7187         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7188                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7189                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7190 }
7191
7192 /*
7193  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7194  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7195  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7196  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7197  *
7198  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7199  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7200  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7201  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7202  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7203  * it as it is.
7204  *
7205  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7206  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7207  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7208  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7209  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7210  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7211  *
7212  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7213  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7214  * and it will not create the default domain.
7215  *
7216  * Call with hotplug lock held
7217  */
7218 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7219                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7220 {
7221         int i, j, n;
7222         int new_topology;
7223
7224         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7225
7226         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7227         unregister_sched_domain_sysctl();
7228
7229         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7230         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7231
7232         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7233
7234         /* Destroy deleted domains */
7235         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7236                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7237                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7238                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7239                                 goto match1;
7240                 }
7241                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7242                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7243 match1:
7244                 ;
7245         }
7246
7247         n = ndoms_cur;
7248         if (doms_new == NULL) {
7249                 n = 0;
7250                 doms_new = &fallback_doms;
7251                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7252                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7253         }
7254
7255         /* Build new domains */
7256         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7257                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7258                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7259                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7260                                 goto match2;
7261                 }
7262                 /* no match - add a new doms_new */
7263                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7264 match2:
7265                 ;
7266         }
7267
7268         /* Remember the new sched domains */
7269         if (doms_cur != &fallback_doms)
7270                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7271         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7272         doms_cur = doms_new;
7273         dattr_cur = dattr_new;
7274         ndoms_cur = ndoms_new;
7275
7276         register_sched_domain_sysctl();
7277
7278         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7279 }
7280
7281 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7282
7283 /*
7284  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7285  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7286  * around partition_sched_domains().
7287  *
7288  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7289  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7290  */
7291 static void cpuset_cpu_active(void)
7292 {
7293         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7294                 /*
7295                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7296                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7297                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7298                  * domain, ignoring cpusets.
7299                  */
7300                 num_cpus_frozen--;
7301                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7302                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7303                         return;
7304                 }
7305                 /*
7306                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7307                  * restore the original sched domains by considering the
7308                  * cpuset configurations.
7309                  */
7310         }
7311         cpuset_update_active_cpus(true);
7312 }
7313
7314 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7315 {
7316         unsigned long flags;
7317         struct dl_bw *dl_b;
7318         bool overflow;
7319         int cpus;
7320
7321         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7322                 rcu_read_lock_sched();
7323                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7324
7325                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7326                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7327                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7328                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7329
7330                 rcu_read_unlock_sched();
7331
7332                 if (overflow)
7333                         return -EBUSY;
7334                 cpuset_update_active_cpus(false);
7335         } else {
7336                 num_cpus_frozen++;
7337                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7338         }
7339         return 0;
7340 }
7341
7342 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7343 {
7344         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7345         unsigned long flags;
7346
7347         set_cpu_active(cpu, true);
7348
7349         if (sched_smp_initialized) {
7350                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7351                 cpuset_cpu_active();
7352         }
7353
7354         /*
7355          * Put the rq online, if not already. This happens:
7356          *
7357          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7358          *    after all cpus have been brought up.
7359          *
7360          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7361          *    domains.
7362          */
7363         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7364         if (rq->rd) {
7365                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7366                 set_rq_online(rq);
7367         }
7368         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7369
7370         update_max_interval();
7371
7372         return 0;
7373 }
7374
7375 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7376 {
7377         int ret;
7378
7379         set_cpu_active(cpu, false);
7380         /*
7381          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7382          * users of this state to go away such that all new such users will
7383          * observe it.
7384          *
7385          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7386          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7387          *
7388          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7389          */
7390         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7391                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7392         else
7393                 synchronize_rcu();
7394
7395         if (!sched_smp_initialized)
7396                 return 0;
7397
7398         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7399         if (ret) {
7400                 set_cpu_active(cpu, true);
7401                 return ret;
7402         }
7403         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7404         return 0;
7405 }
7406
7407 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7408 {
7409         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7410
7411         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7412         update_max_interval();
7413 }
7414
7415 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7416 {
7417         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7418         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7419         return 0;
7420 }
7421
7422 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7423 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7424 {
7425         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7426         unsigned long flags;
7427
7428         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7429         sched_ttwu_pending();
7430         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7431         if (rq->rd) {
7432                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7433                 set_rq_offline(rq);
7434         }
7435         migrate_tasks(rq);
7436         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7437         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7438         calc_load_migrate(rq);
7439         update_max_interval();
7440         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7441         hrtick_clear(rq);
7442         return 0;
7443 }
7444 #endif
7445
7446 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7447 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7448
7449 static void sched_init_smt(void)
7450 {
7451         /*
7452          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
7453          * has SMT siblings, CPU0 will too.
7454          */
7455         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
7456                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
7457 }
7458 #else
7459 static inline void sched_init_smt(void) { }
7460 #endif
7461
7462 void __init sched_init_smp(void)
7463 {
7464         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7465
7466         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7467         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7468
7469         sched_init_numa();
7470
7471         /*
7472          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7473          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7474          * happen.
7475          */
7476         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7477         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7478         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7479         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7480                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7481         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7482
7483         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7484         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7485                 BUG();
7486         sched_init_granularity();
7487         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7488
7489         init_sched_rt_class();
7490         init_sched_dl_class();
7491
7492         sched_init_smt();
7493
7494         sched_smp_initialized = true;
7495 }
7496
7497 static int __init migration_init(void)
7498 {
7499         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7500         return 0;
7501 }
7502 early_initcall(migration_init);
7503
7504 #else
7505 void __init sched_init_smp(void)
7506 {
7507         sched_init_granularity();
7508 }
7509 #endif /* CONFIG_SMP */
7510
7511 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7512 {
7513         return in_lock_functions(addr) ||
7514                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7515                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7516 }
7517
7518 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7519 /*
7520  * Default task group.
7521  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7522  */
7523 struct task_group root_task_group;
7524 LIST_HEAD(task_groups);
7525
7526 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7527 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7528 #endif
7529
7530 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7531 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7532
7533 #define WAIT_TABLE_BITS 8
7534 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
7535 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
7536
7537 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
7538 {
7539         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
7540         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
7541
7542         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
7543 }
7544 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
7545
7546 void __init sched_init(void)
7547 {
7548         int i, j;
7549         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7550
7551         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
7552                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
7553
7554 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7555         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7556 #endif
7557 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7558         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7559 #endif
7560         if (alloc_size) {
7561                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7562
7563 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7564                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7565                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7566
7567                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7568                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7569
7570 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7571 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7572                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7573                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7574
7575                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7576                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7577
7578 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7579         }
7580 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7581         for_each_possible_cpu(i) {
7582                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7583                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7584                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7585                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7586         }
7587 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7588
7589         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7590                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7591         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7592                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7593
7594 #ifdef CONFIG_SMP
7595         init_defrootdomain();
7596 #endif
7597
7598 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7599         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7600                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7601 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7602
7603 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7604         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7605
7606         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7607         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7608         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7609         autogroup_init(&init_task);
7610 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7611
7612         for_each_possible_cpu(i) {
7613                 struct rq *rq;
7614
7615                 rq = cpu_rq(i);
7616                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7617                 rq->nr_running = 0;
7618                 rq->calc_load_active = 0;
7619                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7620                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7621                 init_rt_rq(&rq->rt);
7622                 init_dl_rq(&rq->dl);
7623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7624                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7625                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7626                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
7627                 /*
7628                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7629                  *
7630                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7631                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7632                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7633                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7634                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7635                  * (se->load.weight).
7636                  *
7637                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7638                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7639                  * then A0's share of the cpu resource is:
7640                  *
7641                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7642                  *
7643                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7644                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7645                  */
7646                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7647                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7648 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7649
7650                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7651 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7652                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7653 #endif
7654
7655                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7656                         rq->cpu_load[j] = 0;
7657
7658 #ifdef CONFIG_SMP
7659                 rq->sd = NULL;
7660                 rq->rd = NULL;
7661                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7662                 rq->balance_callback = NULL;
7663                 rq->active_balance = 0;
7664                 rq->next_balance = jiffies;
7665                 rq->push_cpu = 0;
7666                 rq->cpu = i;
7667                 rq->online = 0;
7668                 rq->idle_stamp = 0;
7669                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7670                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7671
7672                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7673
7674                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7675 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7676                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7677                 rq->nohz_flags = 0;
7678 #endif
7679 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7680                 rq->last_sched_tick = 0;
7681 #endif
7682 #endif /* CONFIG_SMP */
7683                 init_rq_hrtick(rq);
7684                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7685         }
7686
7687         set_load_weight(&init_task);
7688
7689         /*
7690          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7691          */
7692         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7693         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7694
7695         /*
7696          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7697          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7698          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7699          * when this runqueue becomes "idle".
7700          */
7701         init_idle(current, smp_processor_id());
7702
7703         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7704
7705 #ifdef CONFIG_SMP
7706         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7707         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7708         if (cpu_isolated_map == NULL)
7709                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7710         idle_thread_set_boot_cpu();
7711         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7712 #endif
7713         init_sched_fair_class();
7714
7715         init_schedstats();
7716
7717         scheduler_running = 1;
7718 }
7719
7720 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7721 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7722 {
7723         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7724
7725         return (nested == preempt_offset);
7726 }
7727
7728 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7729 {
7730         /*
7731          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7732          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7733          * otherwise we will destroy state.
7734          */
7735         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7736                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7737                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7738                         current->state,
7739                         (void *)current->task_state_change,
7740                         (void *)current->task_state_change);
7741
7742         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7743 }
7744 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7745
7746 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7747 {
7748         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7749         unsigned long preempt_disable_ip;
7750
7751         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7752         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7753              !is_idle_task(current)) ||
7754             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7755                 return;
7756         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7757                 return;
7758         prev_jiffy = jiffies;
7759
7760         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7761         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7762
7763         printk(KERN_ERR
7764                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7765                         file, line);
7766         printk(KERN_ERR
7767                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7768                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7769                         current->pid, current->comm);
7770
7771         if (task_stack_end_corrupted(current))
7772                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7773
7774         debug_show_held_locks(current);
7775         if (irqs_disabled())
7776                 print_irqtrace_events(current);
7777         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7778             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7779                 pr_err("Preemption disabled at:");
7780                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7781                 pr_cont("\n");
7782         }
7783         dump_stack();
7784         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7785 }
7786 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7787 #endif
7788
7789 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7790 void normalize_rt_tasks(void)
7791 {
7792         struct task_struct *g, *p;
7793         struct sched_attr attr = {
7794                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7795         };
7796
7797         read_lock(&tasklist_lock);
7798         for_each_process_thread(g, p) {
7799                 /*
7800                  * Only normalize user tasks:
7801                  */
7802                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7803                         continue;
7804
7805                 p->se.exec_start = 0;
7806                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7807                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7808                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7809
7810                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7811                         /*
7812                          * Renice negative nice level userspace
7813                          * tasks back to 0:
7814                          */
7815                         if (task_nice(p) < 0)
7816                                 set_user_nice(p, 0);
7817                         continue;
7818                 }
7819
7820                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7821         }
7822         read_unlock(&tasklist_lock);
7823 }
7824
7825 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7826
7827 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7828 /*
7829  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7830  *
7831  * They can only be called when the whole system has been
7832  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7833  * activity can take place. Using them for anything else would
7834  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7835  * under any other configuration.
7836  */
7837
7838 /**
7839  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7840  * @cpu: the processor in question.
7841  *
7842  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7843  *
7844  * Return: The current task for @cpu.
7845  */
7846 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7847 {
7848         return cpu_curr(cpu);
7849 }
7850
7851 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7852
7853 #ifdef CONFIG_IA64
7854 /**
7855  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7856  * @cpu: the processor in question.
7857  * @p: the task pointer to set.
7858  *
7859  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7860  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7861  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7862  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7863  * and caller must save the original value of the current task (see
7864  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7865  * re-starting the system.
7866  *
7867  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7868  */
7869 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7870 {
7871         cpu_curr(cpu) = p;
7872 }
7873
7874 #endif
7875
7876 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7877 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7878 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7879
7880 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7881 {
7882         free_fair_sched_group(tg);
7883         free_rt_sched_group(tg);
7884         autogroup_free(tg);
7885         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7886 }
7887
7888 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7889 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7890 {
7891         struct task_group *tg;
7892
7893         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7894         if (!tg)
7895                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7896
7897         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7898                 goto err;
7899
7900         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7901                 goto err;
7902
7903         return tg;
7904
7905 err:
7906         sched_free_group(tg);
7907         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7908 }
7909
7910 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7911 {
7912         unsigned long flags;
7913
7914         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7915         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7916
7917         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7918
7919         tg->parent = parent;
7920         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7921         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7922         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7923
7924         online_fair_sched_group(tg);
7925 }
7926
7927 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7928 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7929 {
7930         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7931         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7932 }
7933
7934 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7935 {
7936         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7937         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7938 }
7939
7940 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7941 {
7942         unsigned long flags;
7943
7944         /* end participation in shares distribution */
7945         unregister_fair_sched_group(tg);
7946
7947         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7948         list_del_rcu(&tg->list);
7949         list_del_rcu(&tg->siblings);
7950         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7951 }
7952
7953 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7954 {
7955         struct task_group *tg;
7956
7957         /*
7958          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7959          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7960          * to prevent lockdep warnings.
7961          */
7962         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7963                           struct task_group, css);
7964         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7965         tsk->sched_task_group = tg;
7966
7967 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7968         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7969                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7970         else
7971 #endif
7972                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7973 }
7974
7975 /*
7976  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7977  *
7978  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7979  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7980  * its new group.
7981  */
7982 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7983 {
7984         int queued, running;
7985         struct rq_flags rf;
7986         struct rq *rq;
7987
7988         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7989
7990         running = task_current(rq, tsk);
7991         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7992
7993         if (queued)
7994                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7995         if (unlikely(running))
7996                 put_prev_task(rq, tsk);
7997
7998         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7999
8000         if (queued)
8001                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
8002         if (unlikely(running))
8003                 set_curr_task(rq, tsk);
8004
8005         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
8006 }
8007 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8008
8009 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8010 /*
8011  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
8012  */
8013 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
8014
8015 /* Must be called with tasklist_lock held */
8016 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
8017 {
8018         struct task_struct *g, *p;
8019
8020         /*
8021          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
8022          */
8023         if (task_group_is_autogroup(tg))
8024                 return 0;
8025
8026         for_each_process_thread(g, p) {
8027                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
8028                         return 1;
8029         }
8030
8031         return 0;
8032 }
8033
8034 struct rt_schedulable_data {
8035         struct task_group *tg;
8036         u64 rt_period;
8037         u64 rt_runtime;
8038 };
8039
8040 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
8041 {
8042         struct rt_schedulable_data *d = data;
8043         struct task_group *child;
8044         unsigned long total, sum = 0;
8045         u64 period, runtime;
8046
8047         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8048         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8049
8050         if (tg == d->tg) {
8051                 period = d->rt_period;
8052                 runtime = d->rt_runtime;
8053         }
8054
8055         /*
8056          * Cannot have more runtime than the period.
8057          */
8058         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8059                 return -EINVAL;
8060
8061         /*
8062          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8063          */
8064         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8065                 return -EBUSY;
8066
8067         total = to_ratio(period, runtime);
8068
8069         /*
8070          * Nobody can have more than the global setting allows.
8071          */
8072         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8073                 return -EINVAL;
8074
8075         /*
8076          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8077          */
8078         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8079                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8080                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8081
8082                 if (child == d->tg) {
8083                         period = d->rt_period;
8084                         runtime = d->rt_runtime;
8085                 }
8086
8087                 sum += to_ratio(period, runtime);
8088         }
8089
8090         if (sum > total)
8091                 return -EINVAL;
8092
8093         return 0;
8094 }
8095
8096 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8097 {
8098         int ret;
8099
8100         struct rt_schedulable_data data = {
8101                 .tg = tg,
8102                 .rt_period = period,
8103                 .rt_runtime = runtime,
8104         };
8105
8106         rcu_read_lock();
8107         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8108         rcu_read_unlock();
8109
8110         return ret;
8111 }
8112
8113 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8114                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8115 {
8116         int i, err = 0;
8117
8118         /*
8119          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8120          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8121          */
8122         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8123                 return -EINVAL;
8124
8125         /* No period doesn't make any sense. */
8126         if (rt_period == 0)
8127                 return -EINVAL;
8128
8129         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8130         read_lock(&tasklist_lock);
8131         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8132         if (err)
8133                 goto unlock;
8134
8135         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8136         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8137         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8138
8139         for_each_possible_cpu(i) {
8140                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8141
8142                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8143                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8144                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8145         }
8146         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8147 unlock:
8148         read_unlock(&tasklist_lock);
8149         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8150
8151         return err;
8152 }
8153
8154 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8155 {
8156         u64 rt_runtime, rt_period;
8157
8158         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8159         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8160         if (rt_runtime_us < 0)
8161                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8162
8163         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8164 }
8165
8166 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8167 {
8168         u64 rt_runtime_us;
8169
8170         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8171                 return -1;
8172
8173         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8174         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8175         return rt_runtime_us;
8176 }
8177
8178 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8179 {
8180         u64 rt_runtime, rt_period;
8181
8182         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8183         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8184
8185         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8186 }
8187
8188 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8189 {
8190         u64 rt_period_us;
8191
8192         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8193         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8194         return rt_period_us;
8195 }
8196 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8197
8198 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8199 static int sched_rt_global_constraints(void)
8200 {
8201         int ret = 0;
8202
8203         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8204         read_lock(&tasklist_lock);
8205         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8206         read_unlock(&tasklist_lock);
8207         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8208
8209         return ret;
8210 }
8211
8212 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8213 {
8214         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8215         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8216                 return 0;
8217
8218         return 1;
8219 }
8220
8221 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8222 static int sched_rt_global_constraints(void)
8223 {
8224         unsigned long flags;
8225         int i;
8226
8227         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8228         for_each_possible_cpu(i) {
8229                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8230
8231                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8232                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8233                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8234         }
8235         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8236
8237         return 0;
8238 }
8239 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8240
8241 static int sched_dl_global_validate(void)
8242 {
8243         u64 runtime = global_rt_runtime();
8244         u64 period = global_rt_period();
8245         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8246         struct dl_bw *dl_b;
8247         int cpu, ret = 0;
8248         unsigned long flags;
8249
8250         /*
8251          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8252          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8253          * any of the root_domains.
8254          *
8255          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8256          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8257          * solutions is welcome!
8258          */
8259         for_each_possible_cpu(cpu) {
8260                 rcu_read_lock_sched();
8261                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8262
8263                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8264                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8265                         ret = -EBUSY;
8266                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8267
8268                 rcu_read_unlock_sched();
8269
8270                 if (ret)
8271                         break;
8272         }
8273
8274         return ret;
8275 }
8276
8277 static void sched_dl_do_global(void)
8278 {
8279         u64 new_bw = -1;
8280         struct dl_bw *dl_b;
8281         int cpu;
8282         unsigned long flags;
8283
8284         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8285         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8286
8287         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8288                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8289
8290         /*
8291          * FIXME: As above...
8292          */
8293         for_each_possible_cpu(cpu) {
8294                 rcu_read_lock_sched();
8295                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8296
8297                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8298                 dl_b->bw = new_bw;
8299                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8300
8301                 rcu_read_unlock_sched();
8302         }
8303 }
8304
8305 static int sched_rt_global_validate(void)
8306 {
8307         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8308                 return -EINVAL;
8309
8310         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8311                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8312                 return -EINVAL;
8313
8314         return 0;
8315 }
8316
8317 static void sched_rt_do_global(void)
8318 {
8319         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8320         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8321 }
8322
8323 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8324                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8325                 loff_t *ppos)
8326 {
8327         int old_period, old_runtime;
8328         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8329         int ret;
8330
8331         mutex_lock(&mutex);
8332         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8333         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8334
8335         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8336
8337         if (!ret && write) {
8338                 ret = sched_rt_global_validate();
8339                 if (ret)
8340                         goto undo;
8341
8342                 ret = sched_dl_global_validate();
8343                 if (ret)
8344                         goto undo;
8345
8346                 ret = sched_rt_global_constraints();
8347                 if (ret)
8348                         goto undo;
8349
8350                 sched_rt_do_global();
8351                 sched_dl_do_global();
8352         }
8353         if (0) {
8354 undo:
8355                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8356                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8357         }
8358         mutex_unlock(&mutex);
8359
8360         return ret;
8361 }
8362
8363 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8364                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8365                 loff_t *ppos)
8366 {
8367         int ret;
8368         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8369
8370         mutex_lock(&mutex);
8371         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8372         /* make sure that internally we keep jiffies */
8373         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8374         if (!ret && write) {
8375                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8376                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8377         }
8378         mutex_unlock(&mutex);
8379         return ret;
8380 }
8381
8382 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8383
8384 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8385 {
8386         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8387 }
8388
8389 static struct cgroup_subsys_state *
8390 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8391 {
8392         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8393         struct task_group *tg;
8394
8395         if (!parent) {
8396                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8397                 return &root_task_group.css;
8398         }
8399
8400         tg = sched_create_group(parent);
8401         if (IS_ERR(tg))
8402                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8403
8404         sched_online_group(tg, parent);
8405
8406         return &tg->css;
8407 }
8408
8409 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8410 {
8411         struct task_group *tg = css_tg(css);
8412
8413         sched_offline_group(tg);
8414 }
8415
8416 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8417 {
8418         struct task_group *tg = css_tg(css);
8419
8420         /*
8421          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8422          */
8423         sched_free_group(tg);
8424 }
8425
8426 /*
8427  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8428  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8429  */
8430 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8431 {
8432         struct rq_flags rf;
8433         struct rq *rq;
8434
8435         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8436
8437         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8438
8439         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8440 }
8441
8442 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8443 {
8444         struct task_struct *task;
8445         struct cgroup_subsys_state *css;
8446         int ret = 0;
8447
8448         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8449 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8450                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8451                         return -EINVAL;
8452 #else
8453                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8454                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8455                         return -EINVAL;
8456 #endif
8457                 /*
8458                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8459                  * running, we're sure to observe its full state.
8460                  */
8461                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8462                 /*
8463                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8464                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8465                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8466                  */
8467                 if (task->state == TASK_NEW)
8468                         ret = -EINVAL;
8469                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8470
8471                 if (ret)
8472                         break;
8473         }
8474         return ret;
8475 }
8476
8477 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8478 {
8479         struct task_struct *task;
8480         struct cgroup_subsys_state *css;
8481
8482         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8483                 sched_move_task(task);
8484 }
8485
8486 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8487 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8488                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8489 {
8490         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8491 }
8492
8493 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8494                                struct cftype *cft)
8495 {
8496         struct task_group *tg = css_tg(css);
8497
8498         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8499 }
8500
8501 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8502 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8503
8504 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8505 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8506
8507 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8508
8509 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8510 {
8511         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8512         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8513
8514         if (tg == &root_task_group)
8515                 return -EINVAL;
8516
8517         /*
8518          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8519          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8520          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8521          */
8522         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8523                 return -EINVAL;
8524
8525         /*
8526          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8527          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8528          * feasibility.
8529          */
8530         if (period > max_cfs_quota_period)
8531                 return -EINVAL;
8532
8533         /*
8534          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8535          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8536          */
8537         get_online_cpus();
8538         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8539         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8540         if (ret)
8541                 goto out_unlock;
8542
8543         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8544         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8545         /*
8546          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8547          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8548          */
8549         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8550                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8551         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8552         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8553         cfs_b->quota = quota;
8554
8555         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8556         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8557         if (runtime_enabled)
8558                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8559         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8560
8561         for_each_online_cpu(i) {
8562                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8563                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8564
8565                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8566                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8567                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8568
8569                 if (cfs_rq->throttled)
8570                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8571                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8572         }
8573         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8574                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8575 out_unlock:
8576         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8577         put_online_cpus();
8578
8579         return ret;
8580 }
8581
8582 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8583 {
8584         u64 quota, period;
8585
8586         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8587         if (cfs_quota_us < 0)
8588                 quota = RUNTIME_INF;
8589         else
8590                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8591
8592         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8593 }
8594
8595 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8596 {
8597         u64 quota_us;
8598
8599         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8600                 return -1;
8601
8602         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8603         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8604
8605         return quota_us;
8606 }
8607
8608 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8609 {
8610         u64 quota, period;
8611
8612         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8613         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8614
8615         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8616 }
8617
8618 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8619 {
8620         u64 cfs_period_us;
8621
8622         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8623         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8624
8625         return cfs_period_us;
8626 }
8627
8628 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8629                                   struct cftype *cft)
8630 {
8631         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8632 }
8633
8634 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8635                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8636 {
8637         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8638 }
8639
8640 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8641                                    struct cftype *cft)
8642 {
8643         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8644 }
8645
8646 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8647                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8648 {
8649         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8650 }
8651
8652 struct cfs_schedulable_data {
8653         struct task_group *tg;
8654         u64 period, quota;
8655 };
8656
8657 /*
8658  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8659  * note: units are usecs
8660  */
8661 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8662                                struct cfs_schedulable_data *d)
8663 {
8664         u64 quota, period;
8665
8666         if (tg == d->tg) {
8667                 period = d->period;
8668                 quota = d->quota;
8669         } else {
8670                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8671                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8672         }
8673
8674         /* note: these should typically be equivalent */
8675         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8676                 return RUNTIME_INF;
8677
8678         return to_ratio(period, quota);
8679 }
8680
8681 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8682 {
8683         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8684         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8685         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8686
8687         if (!tg->parent) {
8688                 quota = RUNTIME_INF;
8689         } else {
8690                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8691
8692                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8693                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8694
8695                 /*
8696                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8697                  * limit is set
8698                  */
8699                 if (quota == RUNTIME_INF)
8700                         quota = parent_quota;
8701                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8702                         return -EINVAL;
8703         }
8704         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8705
8706         return 0;
8707 }
8708
8709 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8710 {
8711         int ret;
8712         struct cfs_schedulable_data data = {
8713                 .tg = tg,
8714                 .period = period,
8715                 .quota = quota,
8716         };
8717
8718         if (quota != RUNTIME_INF) {
8719                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8720                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8721         }
8722
8723         rcu_read_lock();
8724         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8725         rcu_read_unlock();
8726
8727         return ret;
8728 }
8729
8730 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8731 {
8732         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8733         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8734
8735         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8736         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8737         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8738
8739         return 0;
8740 }
8741 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8742 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8743
8744 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8745 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8746                                 struct cftype *cft, s64 val)
8747 {
8748         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8749 }
8750
8751 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8752                                struct cftype *cft)
8753 {
8754         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8755 }
8756
8757 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8758                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8759 {
8760         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8761 }
8762
8763 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8764                                    struct cftype *cft)
8765 {
8766         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8767 }
8768 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8769
8770 static struct cftype cpu_files[] = {
8771 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8772         {
8773                 .name = "shares",
8774                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8775                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8776         },
8777 #endif
8778 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8779         {
8780                 .name = "cfs_quota_us",
8781                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8782                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8783         },
8784         {
8785                 .name = "cfs_period_us",
8786                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8787                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8788         },
8789         {
8790                 .name = "stat",
8791                 .seq_show = cpu_stats_show,
8792         },
8793 #endif
8794 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8795         {
8796                 .name = "rt_runtime_us",
8797                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8798                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8799         },
8800         {
8801                 .name = "rt_period_us",
8802                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8803                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8804         },
8805 #endif
8806         { }     /* terminate */
8807 };
8808
8809 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8810         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8811         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8812         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8813         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8814         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8815         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8816         .legacy_cftypes = cpu_files,
8817         .early_init     = true,
8818 };
8819
8820 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8821
8822 void dump_cpu_task(int cpu)
8823 {
8824         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8825         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8826 }
8827
8828 /*
8829  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8830  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8831  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8832  * that remained on nice 0.
8833  *
8834  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8835  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8836  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8837  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8838  * the relative distance between them is ~25%.)
8839  */
8840 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8841  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8842  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8843  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8844  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8845  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8846  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8847  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8848  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8849 };
8850
8851 /*
8852  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8853  *
8854  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8855  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8856  * into multiplications:
8857  */
8858 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8859  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8860  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8861  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8862  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8863  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8864  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8865  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8866  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8867 };