Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <uapi/linux/sched/types.h>
11 #include <linux/sched/loadavg.h>
12 #include <linux/sched/hotplug.h>
13 #include <linux/wait_bit.h>
14 #include <linux/cpuset.h>
15 #include <linux/delayacct.h>
16 #include <linux/init_task.h>
17 #include <linux/context_tracking.h>
18 #include <linux/rcupdate_wait.h>
19
20 #include <linux/blkdev.h>
21 #include <linux/kprobes.h>
22 #include <linux/mmu_context.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/nmi.h>
25 #include <linux/prefetch.h>
26 #include <linux/profile.h>
27 #include <linux/security.h>
28 #include <linux/syscalls.h>
29 #include <linux/sched/isolation.h>
30
31 #include <asm/switch_to.h>
32 #include <asm/tlb.h>
33 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
34 #include <asm/paravirt.h>
35 #endif
36
37 #include "sched.h"
38 #include "../workqueue_internal.h"
39 #include "../smpboot.h"
40
41 #define CREATE_TRACE_POINTS
42 #include <trace/events/sched.h>
43
44 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
45
46 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
47 /*
48  * Debugging: various feature bits
49  *
50  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
51  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
52  * at compile time and compiler optimization based on features default.
53  */
54 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
55         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
56 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
57 #include "features.h"
58         0;
59 #undef SCHED_FEAT
60 #endif
61
62 /*
63  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
64  * Limited because this is done with IRQs disabled.
65  */
66 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
67
68 /*
69  * period over which we average the RT time consumption, measured
70  * in ms.
71  *
72  * default: 1s
73  */
74 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
75
76 /*
77  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
78  * default: 1s
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
81
82 __read_mostly int scheduler_running;
83
84 /*
85  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
86  * default: 0.95s
87  */
88 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
89
90 /*
91  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
92  */
93 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
94         __acquires(rq->lock)
95 {
96         struct rq *rq;
97
98         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
99
100         for (;;) {
101                 rq = task_rq(p);
102                 raw_spin_lock(&rq->lock);
103                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
104                         rq_pin_lock(rq, rf);
105                         return rq;
106                 }
107                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
108
109                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
110                         cpu_relax();
111         }
112 }
113
114 /*
115  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
116  */
117 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
118         __acquires(p->pi_lock)
119         __acquires(rq->lock)
120 {
121         struct rq *rq;
122
123         for (;;) {
124                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
125                 rq = task_rq(p);
126                 raw_spin_lock(&rq->lock);
127                 /*
128                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
129                  *
130                  *      ACQUIRE (rq->lock)
131                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
132                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
133                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
134                  *                                      [L] ->on_rq
135                  *      RELEASE (rq->lock)
136                  *
137                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
138                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
139                  *
140                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
141                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
142                  */
143                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
144                         rq_pin_lock(rq, rf);
145                         return rq;
146                 }
147                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
148                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
149
150                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
151                         cpu_relax();
152         }
153 }
154
155 /*
156  * RQ-clock updating methods:
157  */
158
159 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
160 {
161 /*
162  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
163  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
164  */
165 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
166         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
167 #endif
168 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
169         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
170
171         /*
172          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
173          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
174          * {soft,}irq region.
175          *
176          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
177          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
178          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
179          * monotonic.
180          *
181          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
182          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
183          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
184          * atomic ops.
185          */
186         if (irq_delta > delta)
187                 irq_delta = delta;
188
189         rq->prev_irq_time += irq_delta;
190         delta -= irq_delta;
191 #endif
192 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
193         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
194                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
195                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
196
197                 if (unlikely(steal > delta))
198                         steal = delta;
199
200                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
201                 delta -= steal;
202         }
203 #endif
204
205         rq->clock_task += delta;
206
207 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
208         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
209                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
210 #endif
211 }
212
213 void update_rq_clock(struct rq *rq)
214 {
215         s64 delta;
216
217         lockdep_assert_held(&rq->lock);
218
219         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
220                 return;
221
222 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
223         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
224                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
225         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
226 #endif
227
228         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
229         if (delta < 0)
230                 return;
231         rq->clock += delta;
232         update_rq_clock_task(rq, delta);
233 }
234
235
236 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
237 /*
238  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
239  */
240
241 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
242 {
243         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
244                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
245 }
246
247 /*
248  * High-resolution timer tick.
249  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
250  */
251 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
252 {
253         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
254         struct rq_flags rf;
255
256         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
257
258         rq_lock(rq, &rf);
259         update_rq_clock(rq);
260         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
261         rq_unlock(rq, &rf);
262
263         return HRTIMER_NORESTART;
264 }
265
266 #ifdef CONFIG_SMP
267
268 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
269 {
270         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
271
272         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
273 }
274
275 /*
276  * called from hardirq (IPI) context
277  */
278 static void __hrtick_start(void *arg)
279 {
280         struct rq *rq = arg;
281         struct rq_flags rf;
282
283         rq_lock(rq, &rf);
284         __hrtick_restart(rq);
285         rq->hrtick_csd_pending = 0;
286         rq_unlock(rq, &rf);
287 }
288
289 /*
290  * Called to set the hrtick timer state.
291  *
292  * called with rq->lock held and irqs disabled
293  */
294 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
295 {
296         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
297         ktime_t time;
298         s64 delta;
299
300         /*
301          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
302          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
303          */
304         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
305         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
306
307         hrtimer_set_expires(timer, time);
308
309         if (rq == this_rq()) {
310                 __hrtick_restart(rq);
311         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
312                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
313                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
314         }
315 }
316
317 #else
318 /*
319  * Called to set the hrtick timer state.
320  *
321  * called with rq->lock held and irqs disabled
322  */
323 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
324 {
325         /*
326          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
327          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
328          */
329         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
330         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
331                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
332 }
333 #endif /* CONFIG_SMP */
334
335 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
336 {
337 #ifdef CONFIG_SMP
338         rq->hrtick_csd_pending = 0;
339
340         rq->hrtick_csd.flags = 0;
341         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
342         rq->hrtick_csd.info = rq;
343 #endif
344
345         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
346         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
347 }
348 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
349 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
350 {
351 }
352
353 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
354 {
355 }
356 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
357
358 /*
359  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
360  */
361 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
362         ({                                                              \
363                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
364                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
365                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
366                                                                         \
367                 for (;;) {                                              \
368                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
369                         if (_old == _val)                               \
370                                 break;                                  \
371                         _val = _old;                                    \
372                 }                                                       \
373         _old;                                                           \
374 })
375
376 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
377 /*
378  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
379  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
380  * spurious IPIs.
381  */
382 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
383 {
384         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
385         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
386 }
387
388 /*
389  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
390  *
391  * If this returns true, then the idle task promises to call
392  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
393  */
394 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
395 {
396         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
397         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
398
399         for (;;) {
400                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
401                         return false;
402                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
403                         return true;
404                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
405                 if (old == val)
406                         break;
407                 val = old;
408         }
409         return true;
410 }
411
412 #else
413 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
414 {
415         set_tsk_need_resched(p);
416         return true;
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_SMP
420 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
421 {
422         return false;
423 }
424 #endif
425 #endif
426
427 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
428 {
429         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
430
431         /*
432          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
433          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
434          * wakeup due to that.
435          *
436          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
437          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
438          */
439         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
440                 return;
441
442         get_task_struct(task);
443
444         /*
445          * The head is context local, there can be no concurrency.
446          */
447         *head->lastp = node;
448         head->lastp = &node->next;
449 }
450
451 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
452 {
453         struct wake_q_node *node = head->first;
454
455         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
456                 struct task_struct *task;
457
458                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
459                 BUG_ON(!task);
460                 /* Task can safely be re-inserted now: */
461                 node = node->next;
462                 task->wake_q.next = NULL;
463
464                 /*
465                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
466                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
467                  */
468                 wake_up_process(task);
469                 put_task_struct(task);
470         }
471 }
472
473 /*
474  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
475  *
476  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
477  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
478  * the target CPU.
479  */
480 void resched_curr(struct rq *rq)
481 {
482         struct task_struct *curr = rq->curr;
483         int cpu;
484
485         lockdep_assert_held(&rq->lock);
486
487         if (test_tsk_need_resched(curr))
488                 return;
489
490         cpu = cpu_of(rq);
491
492         if (cpu == smp_processor_id()) {
493                 set_tsk_need_resched(curr);
494                 set_preempt_need_resched();
495                 return;
496         }
497
498         if (set_nr_and_not_polling(curr))
499                 smp_send_reschedule(cpu);
500         else
501                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
502 }
503
504 void resched_cpu(int cpu)
505 {
506         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
507         unsigned long flags;
508
509         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
510         resched_curr(rq);
511         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
512 }
513
514 #ifdef CONFIG_SMP
515 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
516 /*
517  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
518  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
519  *
520  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
521  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
522  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
523  */
524 int get_nohz_timer_target(void)
525 {
526         int i, cpu = smp_processor_id();
527         struct sched_domain *sd;
528
529         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
530                 return cpu;
531
532         rcu_read_lock();
533         for_each_domain(cpu, sd) {
534                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
535                         if (cpu == i)
536                                 continue;
537
538                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
539                                 cpu = i;
540                                 goto unlock;
541                         }
542                 }
543         }
544
545         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
546                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
547 unlock:
548         rcu_read_unlock();
549         return cpu;
550 }
551
552 /*
553  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
554  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
555  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
556  * idle system the next event might even be infinite time into the
557  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
558  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
559  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
560  * wheel for the next timer event.
561  */
562 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
563 {
564         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
565
566         if (cpu == smp_processor_id())
567                 return;
568
569         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
570                 smp_send_reschedule(cpu);
571         else
572                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
573 }
574
575 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
576 {
577         /*
578          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
579          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
580          * If needed we can still optimize that later with an
581          * empty IRQ.
582          */
583         if (cpu_is_offline(cpu))
584                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
585         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
586                 if (cpu != smp_processor_id() ||
587                     tick_nohz_tick_stopped())
588                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
589                 return true;
590         }
591
592         return false;
593 }
594
595 /*
596  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
597  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
598  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
599  */
600 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
601 {
602         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
603                 wake_up_idle_cpu(cpu);
604 }
605
606 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
607 {
608         int cpu = smp_processor_id();
609
610         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
611                 return false;
612
613         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
614                 return true;
615
616         /*
617          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
618          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
619          */
620         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
621         return false;
622 }
623
624 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
625
626 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
627 {
628         return false;
629 }
630
631 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
632
633 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
634 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
635 {
636         int fifo_nr_running;
637
638         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
639         if (rq->dl.dl_nr_running)
640                 return false;
641
642         /*
643          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
644          * actual RR behaviour.
645          */
646         if (rq->rt.rr_nr_running) {
647                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
648                         return true;
649                 else
650                         return false;
651         }
652
653         /*
654          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
655          * forced preemption between FIFO tasks.
656          */
657         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
658         if (fifo_nr_running)
659                 return true;
660
661         /*
662          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
663          * if there's more than one we need the tick for involuntary
664          * preemption.
665          */
666         if (rq->nr_running > 1)
667                 return false;
668
669         return true;
670 }
671 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
672
673 void sched_avg_update(struct rq *rq)
674 {
675         s64 period = sched_avg_period();
676
677         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
678                 /*
679                  * Inline assembly required to prevent the compiler
680                  * optimising this loop into a divmod call.
681                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
682                  */
683                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
684                 rq->age_stamp += period;
685                 rq->rt_avg /= 2;
686         }
687 }
688
689 #endif /* CONFIG_SMP */
690
691 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
692                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
693 /*
694  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
695  * node and @up when leaving it for the final time.
696  *
697  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
698  */
699 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
700                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
701 {
702         struct task_group *parent, *child;
703         int ret;
704
705         parent = from;
706
707 down:
708         ret = (*down)(parent, data);
709         if (ret)
710                 goto out;
711         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
712                 parent = child;
713                 goto down;
714
715 up:
716                 continue;
717         }
718         ret = (*up)(parent, data);
719         if (ret || parent == from)
720                 goto out;
721
722         child = parent;
723         parent = parent->parent;
724         if (parent)
725                 goto up;
726 out:
727         return ret;
728 }
729
730 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
731 {
732         return 0;
733 }
734 #endif
735
736 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
737 {
738         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
739         struct load_weight *load = &p->se.load;
740
741         /*
742          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
743          */
744         if (idle_policy(p->policy)) {
745                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
746                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
747                 return;
748         }
749
750         /*
751          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
752          * weight
753          */
754         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
755                 reweight_task(p, prio);
756         } else {
757                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
758                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
759         }
760 }
761
762 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
763 {
764         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
765                 update_rq_clock(rq);
766
767         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
768                 sched_info_queued(rq, p);
769
770         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
771 }
772
773 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
774 {
775         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
776                 update_rq_clock(rq);
777
778         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
779                 sched_info_dequeued(rq, p);
780
781         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
782 }
783
784 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
785 {
786         if (task_contributes_to_load(p))
787                 rq->nr_uninterruptible--;
788
789         enqueue_task(rq, p, flags);
790 }
791
792 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
793 {
794         if (task_contributes_to_load(p))
795                 rq->nr_uninterruptible++;
796
797         dequeue_task(rq, p, flags);
798 }
799
800 /*
801  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
802  */
803 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
804 {
805         return p->static_prio;
806 }
807
808 /*
809  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
810  * without taking RT-inheritance into account. Might be
811  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
812  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
813  * estimator recalculates.
814  */
815 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
816 {
817         int prio;
818
819         if (task_has_dl_policy(p))
820                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
821         else if (task_has_rt_policy(p))
822                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
823         else
824                 prio = __normal_prio(p);
825         return prio;
826 }
827
828 /*
829  * Calculate the current priority, i.e. the priority
830  * taken into account by the scheduler. This value might
831  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
832  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
833  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
834  */
835 static int effective_prio(struct task_struct *p)
836 {
837         p->normal_prio = normal_prio(p);
838         /*
839          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
840          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
841          * to the normal priority:
842          */
843         if (!rt_prio(p->prio))
844                 return p->normal_prio;
845         return p->prio;
846 }
847
848 /**
849  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
850  * @p: the task in question.
851  *
852  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
853  */
854 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
855 {
856         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
857 }
858
859 /*
860  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
861  * use the balance_callback list if you want balancing.
862  *
863  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
864  * balance_callback().
865  */
866 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
867                                        const struct sched_class *prev_class,
868                                        int oldprio)
869 {
870         if (prev_class != p->sched_class) {
871                 if (prev_class->switched_from)
872                         prev_class->switched_from(rq, p);
873
874                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
875         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
876                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
877 }
878
879 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
880 {
881         const struct sched_class *class;
882
883         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
884                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
885         } else {
886                 for_each_class(class) {
887                         if (class == rq->curr->sched_class)
888                                 break;
889                         if (class == p->sched_class) {
890                                 resched_curr(rq);
891                                 break;
892                         }
893                 }
894         }
895
896         /*
897          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
898          * this case, we can save a useless back to back clock update.
899          */
900         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
901                 rq_clock_skip_update(rq, true);
902 }
903
904 #ifdef CONFIG_SMP
905 /*
906  * This is how migration works:
907  *
908  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
909  *    stop_one_cpu().
910  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
911  *    off the CPU)
912  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
913  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
914  *    it and puts it into the right queue.
915  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
916  *    is done.
917  */
918
919 /*
920  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
921  *
922  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
923  */
924 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
925                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
926 {
927         lockdep_assert_held(&rq->lock);
928
929         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
930         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
931         set_task_cpu(p, new_cpu);
932         rq_unlock(rq, rf);
933
934         rq = cpu_rq(new_cpu);
935
936         rq_lock(rq, rf);
937         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
938         enqueue_task(rq, p, 0);
939         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
940         check_preempt_curr(rq, p, 0);
941
942         return rq;
943 }
944
945 struct migration_arg {
946         struct task_struct *task;
947         int dest_cpu;
948 };
949
950 /*
951  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
952  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
953  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
954  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
955  *
956  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
957  * as the task is no longer on this CPU.
958  */
959 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
960                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
961 {
962         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
963                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
964                         return rq;
965         } else {
966                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
967                         return rq;
968         }
969
970         /* Affinity changed (again). */
971         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
972                 return rq;
973
974         update_rq_clock(rq);
975         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
976
977         return rq;
978 }
979
980 /*
981  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
982  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
983  * 'pushing' onto another runqueue.
984  */
985 static int migration_cpu_stop(void *data)
986 {
987         struct migration_arg *arg = data;
988         struct task_struct *p = arg->task;
989         struct rq *rq = this_rq();
990         struct rq_flags rf;
991
992         /*
993          * The original target CPU might have gone down and we might
994          * be on another CPU but it doesn't matter.
995          */
996         local_irq_disable();
997         /*
998          * We need to explicitly wake pending tasks before running
999          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1000          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1001          */
1002         sched_ttwu_pending();
1003
1004         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1005         rq_lock(rq, &rf);
1006         /*
1007          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1008          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1009          * we're holding p->pi_lock.
1010          */
1011         if (task_rq(p) == rq) {
1012                 if (task_on_rq_queued(p))
1013                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1014                 else
1015                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1016         }
1017         rq_unlock(rq, &rf);
1018         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1019
1020         local_irq_enable();
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1026  * actually call this function.
1027  */
1028 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1029 {
1030         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1031         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1032 }
1033
1034 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1035 {
1036         struct rq *rq = task_rq(p);
1037         bool queued, running;
1038
1039         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1040
1041         queued = task_on_rq_queued(p);
1042         running = task_current(rq, p);
1043
1044         if (queued) {
1045                 /*
1046                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1047                  * holding rq->lock.
1048                  */
1049                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1050                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1051         }
1052         if (running)
1053                 put_prev_task(rq, p);
1054
1055         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1056
1057         if (queued)
1058                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1059         if (running)
1060                 set_curr_task(rq, p);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1065  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1066  * is removed from the allowed bitmask.
1067  *
1068  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1069  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1070  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1071  */
1072 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1073                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1074 {
1075         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1076         unsigned int dest_cpu;
1077         struct rq_flags rf;
1078         struct rq *rq;
1079         int ret = 0;
1080
1081         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1082         update_rq_clock(rq);
1083
1084         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1085                 /*
1086                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1087                  */
1088                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1089         }
1090
1091         /*
1092          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1093          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1094          */
1095         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1096                 ret = -EINVAL;
1097                 goto out;
1098         }
1099
1100         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1101                 goto out;
1102
1103         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1104                 ret = -EINVAL;
1105                 goto out;
1106         }
1107
1108         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1109
1110         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1111                 /*
1112                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1113                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1114                  */
1115                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1116                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1117                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1118         }
1119
1120         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1121         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1122                 goto out;
1123
1124         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1125         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1126                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1127                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1128                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1129                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1130                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1131                 return 0;
1132         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1133                 /*
1134                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1135                  * afterwards anyway.
1136                  */
1137                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1138         }
1139 out:
1140         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1141
1142         return ret;
1143 }
1144
1145 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1146 {
1147         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1148 }
1149 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1150
1151 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1152 {
1153 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1154         /*
1155          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1156          * ttwu() will sort out the placement.
1157          */
1158         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1159                         !p->on_rq);
1160
1161         /*
1162          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1163          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1164          * time relying on p->on_rq.
1165          */
1166         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1167                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1168                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1169
1170 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1171         /*
1172          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1173          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1174          *
1175          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1176          * see task_group().
1177          *
1178          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1179          * task_rq_lock().
1180          */
1181         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1182                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1183 #endif
1184         /*
1185          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1186          */
1187         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1188 #endif
1189
1190         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1191
1192         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1193                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1194                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1195                 p->se.nr_migrations++;
1196                 perf_event_task_migrate(p);
1197         }
1198
1199         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1200 }
1201
1202 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1203 {
1204         if (task_on_rq_queued(p)) {
1205                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1206                 struct rq_flags srf, drf;
1207
1208                 src_rq = task_rq(p);
1209                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1210
1211                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1212                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1213
1214                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1215                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1216                 set_task_cpu(p, cpu);
1217                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1218                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1219                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1220
1221                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1222                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1223
1224         } else {
1225                 /*
1226                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1227                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1228                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1229                  */
1230                 p->wake_cpu = cpu;
1231         }
1232 }
1233
1234 struct migration_swap_arg {
1235         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1236         int src_cpu, dst_cpu;
1237 };
1238
1239 static int migrate_swap_stop(void *data)
1240 {
1241         struct migration_swap_arg *arg = data;
1242         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1243         int ret = -EAGAIN;
1244
1245         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1246                 return -EAGAIN;
1247
1248         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1249         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1250
1251         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1252                         &arg->dst_task->pi_lock);
1253         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1254
1255         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1256                 goto unlock;
1257
1258         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1259                 goto unlock;
1260
1261         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1262                 goto unlock;
1263
1264         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1265                 goto unlock;
1266
1267         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1268         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1269
1270         ret = 0;
1271
1272 unlock:
1273         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1274         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1275         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1276
1277         return ret;
1278 }
1279
1280 /*
1281  * Cross migrate two tasks
1282  */
1283 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1284 {
1285         struct migration_swap_arg arg;
1286         int ret = -EINVAL;
1287
1288         arg = (struct migration_swap_arg){
1289                 .src_task = cur,
1290                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1291                 .dst_task = p,
1292                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1293         };
1294
1295         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1296                 goto out;
1297
1298         /*
1299          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1300          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1301          */
1302         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1303                 goto out;
1304
1305         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1306                 goto out;
1307
1308         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1309                 goto out;
1310
1311         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1312         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1313
1314 out:
1315         return ret;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1320  *
1321  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1322  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1323  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1324  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1325  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1326  * @p has remained unscheduled the whole time.
1327  *
1328  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1329  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1330  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1331  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1332  * waiting to become inactive.
1333  */
1334 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1335 {
1336         int running, queued;
1337         struct rq_flags rf;
1338         unsigned long ncsw;
1339         struct rq *rq;
1340
1341         for (;;) {
1342                 /*
1343                  * We do the initial early heuristics without holding
1344                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1345                  * the runqueue lock when things look like they will
1346                  * work out!
1347                  */
1348                 rq = task_rq(p);
1349
1350                 /*
1351                  * If the task is actively running on another CPU
1352                  * still, just relax and busy-wait without holding
1353                  * any locks.
1354                  *
1355                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1356                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1357                  * But we don't care, since "task_running()" will
1358                  * return false if the runqueue has changed and p
1359                  * is actually now running somewhere else!
1360                  */
1361                 while (task_running(rq, p)) {
1362                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1363                                 return 0;
1364                         cpu_relax();
1365                 }
1366
1367                 /*
1368                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1369                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1370                  * just go back and repeat.
1371                  */
1372                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1373                 trace_sched_wait_task(p);
1374                 running = task_running(rq, p);
1375                 queued = task_on_rq_queued(p);
1376                 ncsw = 0;
1377                 if (!match_state || p->state == match_state)
1378                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1379                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1380
1381                 /*
1382                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1383                  */
1384                 if (unlikely(!ncsw))
1385                         break;
1386
1387                 /*
1388                  * Was it really running after all now that we
1389                  * checked with the proper locks actually held?
1390                  *
1391                  * Oops. Go back and try again..
1392                  */
1393                 if (unlikely(running)) {
1394                         cpu_relax();
1395                         continue;
1396                 }
1397
1398                 /*
1399                  * It's not enough that it's not actively running,
1400                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1401                  * preempted!
1402                  *
1403                  * So if it was still runnable (but just not actively
1404                  * running right now), it's preempted, and we should
1405                  * yield - it could be a while.
1406                  */
1407                 if (unlikely(queued)) {
1408                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1409
1410                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1411                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1412                         continue;
1413                 }
1414
1415                 /*
1416                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1417                  * runnable, which means that it will never become
1418                  * running in the future either. We're all done!
1419                  */
1420                 break;
1421         }
1422
1423         return ncsw;
1424 }
1425
1426 /***
1427  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1428  * @p: the to-be-kicked thread
1429  *
1430  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1431  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1432  *
1433  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1434  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1435  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1436  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1437  * achieved as well.
1438  */
1439 void kick_process(struct task_struct *p)
1440 {
1441         int cpu;
1442
1443         preempt_disable();
1444         cpu = task_cpu(p);
1445         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1446                 smp_send_reschedule(cpu);
1447         preempt_enable();
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1450
1451 /*
1452  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1453  *
1454  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1455  *
1456  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1457  *
1458  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1459  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1460  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1461  *    see it.
1462  *
1463  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1464  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1465  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1466  *    off.
1467  *
1468  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1469  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1470  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1471  * to satisfy the above rules.
1472  */
1473 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1474 {
1475         int nid = cpu_to_node(cpu);
1476         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1477         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1478         int dest_cpu;
1479
1480         /*
1481          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1482          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1483          * select the CPU on the other node.
1484          */
1485         if (nid != -1) {
1486                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1487
1488                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1489                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1490                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1491                                 continue;
1492                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1493                                 return dest_cpu;
1494                 }
1495         }
1496
1497         for (;;) {
1498                 /* Any allowed, online CPU? */
1499                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1500                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1501                                 continue;
1502                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1503                                 continue;
1504                         goto out;
1505                 }
1506
1507                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1508                 switch (state) {
1509                 case cpuset:
1510                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1511                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1512                                 state = possible;
1513                                 break;
1514                         }
1515                         /* Fall-through */
1516                 case possible:
1517                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1518                         state = fail;
1519                         break;
1520
1521                 case fail:
1522                         BUG();
1523                         break;
1524                 }
1525         }
1526
1527 out:
1528         if (state != cpuset) {
1529                 /*
1530                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1531                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1532                  * leave kernel.
1533                  */
1534                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1535                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1536                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1537                 }
1538         }
1539
1540         return dest_cpu;
1541 }
1542
1543 /*
1544  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1545  */
1546 static inline
1547 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1548 {
1549         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1550
1551         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1552                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1553         else
1554                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1555
1556         /*
1557          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1558          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1559          * CPU.
1560          *
1561          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1562          *
1563          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1564          *   not worry about this generic constraint ]
1565          */
1566         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1567                      !cpu_online(cpu)))
1568                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1569
1570         return cpu;
1571 }
1572
1573 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1574 {
1575         s64 diff = sample - *avg;
1576         *avg += diff >> 3;
1577 }
1578
1579 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1580 {
1581         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1582         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1583
1584         if (stop) {
1585                 /*
1586                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1587                  * userspace knows about and won't get confused about.
1588                  *
1589                  * Also, it will make PI more or less work without too
1590                  * much confusion -- but then, stop work should not
1591                  * rely on PI working anyway.
1592                  */
1593                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1594
1595                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1596         }
1597
1598         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1599
1600         if (old_stop) {
1601                 /*
1602                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1603                  * it can die in pieces.
1604                  */
1605                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1606         }
1607 }
1608
1609 #else
1610
1611 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1612                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1613 {
1614         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1615 }
1616
1617 #endif /* CONFIG_SMP */
1618
1619 static void
1620 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1621 {
1622         struct rq *rq;
1623
1624         if (!schedstat_enabled())
1625                 return;
1626
1627         rq = this_rq();
1628
1629 #ifdef CONFIG_SMP
1630         if (cpu == rq->cpu) {
1631                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1632                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1633         } else {
1634                 struct sched_domain *sd;
1635
1636                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1637                 rcu_read_lock();
1638                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1639                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1640                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1641                                 break;
1642                         }
1643                 }
1644                 rcu_read_unlock();
1645         }
1646
1647         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1648                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1649 #endif /* CONFIG_SMP */
1650
1651         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1652         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1653
1654         if (wake_flags & WF_SYNC)
1655                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1656 }
1657
1658 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1659 {
1660         activate_task(rq, p, en_flags);
1661         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1662
1663         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1664         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1665                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1670  */
1671 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1672                            struct rq_flags *rf)
1673 {
1674         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1675         p->state = TASK_RUNNING;
1676         trace_sched_wakeup(p);
1677
1678 #ifdef CONFIG_SMP
1679         if (p->sched_class->task_woken) {
1680                 /*
1681                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1682                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1683                  */
1684                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1685                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1686                 rq_repin_lock(rq, rf);
1687         }
1688
1689         if (rq->idle_stamp) {
1690                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1691                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1692
1693                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1694
1695                 if (rq->avg_idle > max)
1696                         rq->avg_idle = max;
1697
1698                 rq->idle_stamp = 0;
1699         }
1700 #endif
1701 }
1702
1703 static void
1704 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1705                  struct rq_flags *rf)
1706 {
1707         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1708
1709         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1710
1711 #ifdef CONFIG_SMP
1712         if (p->sched_contributes_to_load)
1713                 rq->nr_uninterruptible--;
1714
1715         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1716                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1717 #endif
1718
1719         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1720         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1725  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1726  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1727  * the task is still ->on_rq.
1728  */
1729 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1730 {
1731         struct rq_flags rf;
1732         struct rq *rq;
1733         int ret = 0;
1734
1735         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1736         if (task_on_rq_queued(p)) {
1737                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1738                 update_rq_clock(rq);
1739                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1740                 ret = 1;
1741         }
1742         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1743
1744         return ret;
1745 }
1746
1747 #ifdef CONFIG_SMP
1748 void sched_ttwu_pending(void)
1749 {
1750         struct rq *rq = this_rq();
1751         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1752         struct task_struct *p, *t;
1753         struct rq_flags rf;
1754
1755         if (!llist)
1756                 return;
1757
1758         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1759         update_rq_clock(rq);
1760
1761         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1762                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1763
1764         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1765 }
1766
1767 void scheduler_ipi(void)
1768 {
1769         /*
1770          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1771          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1772          * this IPI.
1773          */
1774         preempt_fold_need_resched();
1775
1776         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1777                 return;
1778
1779         /*
1780          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1781          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1782          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1783          * we do call them.
1784          *
1785          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1786          * properly.
1787          *
1788          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1789          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1790          * somewhat pessimize the simple resched case.
1791          */
1792         irq_enter();
1793         sched_ttwu_pending();
1794
1795         /*
1796          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1797          */
1798         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1799                 this_rq()->idle_balance = 1;
1800                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1801         }
1802         irq_exit();
1803 }
1804
1805 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1806 {
1807         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1808
1809         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1810
1811         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1812                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1813                         smp_send_reschedule(cpu);
1814                 else
1815                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1816         }
1817 }
1818
1819 void wake_up_if_idle(int cpu)
1820 {
1821         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1822         struct rq_flags rf;
1823
1824         rcu_read_lock();
1825
1826         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1827                 goto out;
1828
1829         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1830                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1831         } else {
1832                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1833                 if (is_idle_task(rq->curr))
1834                         smp_send_reschedule(cpu);
1835                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1836                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1837         }
1838
1839 out:
1840         rcu_read_unlock();
1841 }
1842
1843 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1844 {
1845         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1846 }
1847 #endif /* CONFIG_SMP */
1848
1849 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1850 {
1851         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1852         struct rq_flags rf;
1853
1854 #if defined(CONFIG_SMP)
1855         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1856                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1857                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1858                 return;
1859         }
1860 #endif
1861
1862         rq_lock(rq, &rf);
1863         update_rq_clock(rq);
1864         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1865         rq_unlock(rq, &rf);
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1870  *
1871  *  MIGRATION
1872  *
1873  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1874  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1875  * execution on its new CPU [c1].
1876  *
1877  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1878  *
1879  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1880  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1881  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1882  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1883  *
1884  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1885  * Note: we only require RCpc transitivity.
1886  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1887  *
1888  * Example:
1889  *
1890  *   CPU0            CPU1            CPU2
1891  *
1892  *   LOCK rq(0)->lock
1893  *   sched-out X
1894  *   sched-in Y
1895  *   UNLOCK rq(0)->lock
1896  *
1897  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1898  *                                   dequeue X
1899  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1900  *
1901  *                                   LOCK rq(1)->lock
1902  *                                   enqueue X
1903  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1904  *
1905  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1906  *                   sched-out Z
1907  *                   sched-in X
1908  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1909  *
1910  *
1911  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1912  *
1913  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1914  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1915  * chain to provide order. Instead we do:
1916  *
1917  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1918  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1919  *
1920  * Example:
1921  *
1922  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1923  *
1924  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1925  *   dequeue X
1926  *   sched-out X
1927  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1928  *
1929  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1930  *                    X->state = WAKING
1931  *                    set_task_cpu(X,2)
1932  *
1933  *                    LOCK rq(2)->lock
1934  *                    enqueue X
1935  *                    X->state = RUNNING
1936  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1937  *
1938  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1939  *                                          sched-out Z
1940  *                                          sched-in X
1941  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1942  *
1943  *                    UNLOCK X->pi_lock
1944  *   UNLOCK rq(0)->lock
1945  *
1946  *
1947  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1948  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1949  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1950  * its wakeup.
1951  *
1952  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1953  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1954  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1955  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1956  *
1957  */
1958
1959 /**
1960  * try_to_wake_up - wake up a thread
1961  * @p: the thread to be awakened
1962  * @state: the mask of task states that can be woken
1963  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1964  *
1965  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1966  *
1967  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1968  *
1969  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1970  * set_current_state().
1971  *
1972  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1973  *         %false otherwise.
1974  */
1975 static int
1976 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1977 {
1978         unsigned long flags;
1979         int cpu, success = 0;
1980
1981         /*
1982          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1983          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1984          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1985          * set_current_state() the waiting thread does.
1986          */
1987         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1988         smp_mb__after_spinlock();
1989         if (!(p->state & state))
1990                 goto out;
1991
1992         trace_sched_waking(p);
1993
1994         /* We're going to change ->state: */
1995         success = 1;
1996         cpu = task_cpu(p);
1997
1998         /*
1999          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2000          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2001          * in smp_cond_load_acquire() below.
2002          *
2003          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2004          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2005          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2006          *                              \
2007          *                               +---   RMB
2008          * schedule()                   /
2009          *       LOCK rq->lock    -----'
2010          *       UNLOCK rq->lock
2011          *
2012          * [task p]
2013          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2014          *
2015          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2016          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2017          * current.
2018          */
2019         smp_rmb();
2020         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2021                 goto stat;
2022
2023 #ifdef CONFIG_SMP
2024         /*
2025          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2026          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2027          *
2028          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2029          * from the runqueue.
2030          *
2031          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2032          *      UNLOCK rq->lock
2033          *                      RMB
2034          *      LOCK   rq->lock
2035          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2036          *
2037          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2038          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2039          * task, the second putting it to sleep.
2040          */
2041         smp_rmb();
2042
2043         /*
2044          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2045          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2046          *
2047          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2048          *
2049          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2050          * their previous state and preserve Program Order.
2051          */
2052         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2053
2054         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2055         p->state = TASK_WAKING;
2056
2057         if (p->in_iowait) {
2058                 delayacct_blkio_end();
2059                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2060         }
2061
2062         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2063         if (task_cpu(p) != cpu) {
2064                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2065                 set_task_cpu(p, cpu);
2066         }
2067
2068 #else /* CONFIG_SMP */
2069
2070         if (p->in_iowait) {
2071                 delayacct_blkio_end();
2072                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2073         }
2074
2075 #endif /* CONFIG_SMP */
2076
2077         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2078 stat:
2079         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2080 out:
2081         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2082
2083         return success;
2084 }
2085
2086 /**
2087  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2088  * @p: the thread to be awakened
2089  * @rf: request-queue flags for pinning
2090  *
2091  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2092  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2093  * the current task.
2094  */
2095 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2096 {
2097         struct rq *rq = task_rq(p);
2098
2099         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2100             WARN_ON_ONCE(p == current))
2101                 return;
2102
2103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2104
2105         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2106                 /*
2107                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2108                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2109                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2110                  * not yet picked a replacement task.
2111                  */
2112                 rq_unlock(rq, rf);
2113                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2114                 rq_relock(rq, rf);
2115         }
2116
2117         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2118                 goto out;
2119
2120         trace_sched_waking(p);
2121
2122         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2123                 if (p->in_iowait) {
2124                         delayacct_blkio_end();
2125                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2126                 }
2127                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2128         }
2129
2130         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2131         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2132 out:
2133         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2134 }
2135
2136 /**
2137  * wake_up_process - Wake up a specific process
2138  * @p: The process to be woken up.
2139  *
2140  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2141  * processes.
2142  *
2143  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2144  *
2145  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2146  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2147  */
2148 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2149 {
2150         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2151 }
2152 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2153
2154 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2155 {
2156         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2157 }
2158
2159 /*
2160  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2161  * p is forked by current.
2162  *
2163  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2164  */
2165 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2166 {
2167         p->on_rq                        = 0;
2168
2169         p->se.on_rq                     = 0;
2170         p->se.exec_start                = 0;
2171         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2172         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2173         p->se.nr_migrations             = 0;
2174         p->se.vruntime                  = 0;
2175         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2176
2177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2178         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2179 #endif
2180
2181 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2182         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2183         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2184 #endif
2185
2186         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2187         init_dl_task_timer(&p->dl);
2188         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2189         __dl_clear_params(p);
2190
2191         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2192         p->rt.timeout           = 0;
2193         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2194         p->rt.on_rq             = 0;
2195         p->rt.on_list           = 0;
2196
2197 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2198         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2199 #endif
2200
2201 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2202         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2203                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2204                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2205         }
2206
2207         if (clone_flags & CLONE_VM)
2208                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2209         else
2210                 p->numa_preferred_nid = -1;
2211
2212         p->node_stamp = 0ULL;
2213         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2214         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2215         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2216         p->numa_faults = NULL;
2217         p->last_task_numa_placement = 0;
2218         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2219
2220         p->numa_group = NULL;
2221 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2222 }
2223
2224 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2225
2226 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2227
2228 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2229 {
2230         if (enabled)
2231                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2232         else
2233                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2234 }
2235
2236 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2237 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2238                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2239 {
2240         struct ctl_table t;
2241         int err;
2242         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2243
2244         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2245                 return -EPERM;
2246
2247         t = *table;
2248         t.data = &state;
2249         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2250         if (err < 0)
2251                 return err;
2252         if (write)
2253                 set_numabalancing_state(state);
2254         return err;
2255 }
2256 #endif
2257 #endif
2258
2259 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2260
2261 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2262 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2263
2264 static void set_schedstats(bool enabled)
2265 {
2266         if (enabled)
2267                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2268         else
2269                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2270 }
2271
2272 void force_schedstat_enabled(void)
2273 {
2274         if (!schedstat_enabled()) {
2275                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2276                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2277         }
2278 }
2279
2280 static int __init setup_schedstats(char *str)
2281 {
2282         int ret = 0;
2283         if (!str)
2284                 goto out;
2285
2286         /*
2287          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2288          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2289          * variable so init_schedstats() can do it later.
2290          */
2291         if (!strcmp(str, "enable")) {
2292                 __sched_schedstats = true;
2293                 ret = 1;
2294         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2295                 __sched_schedstats = false;
2296                 ret = 1;
2297         }
2298 out:
2299         if (!ret)
2300                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2301
2302         return ret;
2303 }
2304 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2305
2306 static void __init init_schedstats(void)
2307 {
2308         set_schedstats(__sched_schedstats);
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2312 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2313                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2314 {
2315         struct ctl_table t;
2316         int err;
2317         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2318
2319         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2320                 return -EPERM;
2321
2322         t = *table;
2323         t.data = &state;
2324         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2325         if (err < 0)
2326                 return err;
2327         if (write)
2328                 set_schedstats(state);
2329         return err;
2330 }
2331 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2332 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2333 static inline void init_schedstats(void) {}
2334 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2335
2336 /*
2337  * fork()/clone()-time setup:
2338  */
2339 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2340 {
2341         unsigned long flags;
2342         int cpu = get_cpu();
2343
2344         __sched_fork(clone_flags, p);
2345         /*
2346          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2347          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2348          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2349          */
2350         p->state = TASK_NEW;
2351
2352         /*
2353          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2354          */
2355         p->prio = current->normal_prio;
2356
2357         /*
2358          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2359          */
2360         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2361                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2362                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2363                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2364                         p->rt_priority = 0;
2365                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2366                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2367
2368                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2369                 set_load_weight(p, false);
2370
2371                 /*
2372                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2373                  * fulfilled its duty:
2374                  */
2375                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2376         }
2377
2378         if (dl_prio(p->prio)) {
2379                 put_cpu();
2380                 return -EAGAIN;
2381         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2382                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2383         } else {
2384                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2385         }
2386
2387         init_entity_runnable_average(&p->se);
2388
2389         /*
2390          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2391          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2392          * is ran before sched_fork().
2393          *
2394          * Silence PROVE_RCU.
2395          */
2396         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2397         /*
2398          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2399          * so use __set_task_cpu().
2400          */
2401         __set_task_cpu(p, cpu);
2402         if (p->sched_class->task_fork)
2403                 p->sched_class->task_fork(p);
2404         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2405
2406 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2407         if (likely(sched_info_on()))
2408                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2409 #endif
2410 #if defined(CONFIG_SMP)
2411         p->on_cpu = 0;
2412 #endif
2413         init_task_preempt_count(p);
2414 #ifdef CONFIG_SMP
2415         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2416         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2417 #endif
2418
2419         put_cpu();
2420         return 0;
2421 }
2422
2423 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2424 {
2425         if (runtime == RUNTIME_INF)
2426                 return BW_UNIT;
2427
2428         /*
2429          * Doing this here saves a lot of checks in all
2430          * the calling paths, and returning zero seems
2431          * safe for them anyway.
2432          */
2433         if (period == 0)
2434                 return 0;
2435
2436         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2441  *
2442  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2443  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2444  * on the runqueue and wakes it.
2445  */
2446 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2447 {
2448         struct rq_flags rf;
2449         struct rq *rq;
2450
2451         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2452         p->state = TASK_RUNNING;
2453 #ifdef CONFIG_SMP
2454         /*
2455          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2456          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2457          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2458          *
2459          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2460          * as we're not fully set-up yet.
2461          */
2462         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2463 #endif
2464         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2465         update_rq_clock(rq);
2466         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2467
2468         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2469         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2470         trace_sched_wakeup_new(p);
2471         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2472 #ifdef CONFIG_SMP
2473         if (p->sched_class->task_woken) {
2474                 /*
2475                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2476                  * drop it.
2477                  */
2478                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2479                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2480                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2481         }
2482 #endif
2483         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2484 }
2485
2486 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2487
2488 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2489
2490 void preempt_notifier_inc(void)
2491 {
2492         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2493 }
2494 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2495
2496 void preempt_notifier_dec(void)
2497 {
2498         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2499 }
2500 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2501
2502 /**
2503  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2504  * @notifier: notifier struct to register
2505  */
2506 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2507 {
2508         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2509                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2510
2511         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2514
2515 /**
2516  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2517  * @notifier: notifier struct to unregister
2518  *
2519  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2520  */
2521 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2522 {
2523         hlist_del(&notifier->link);
2524 }
2525 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2526
2527 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2528 {
2529         struct preempt_notifier *notifier;
2530
2531         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2532                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2533 }
2534
2535 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2536 {
2537         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2538                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2539 }
2540
2541 static void
2542 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2543                                    struct task_struct *next)
2544 {
2545         struct preempt_notifier *notifier;
2546
2547         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2548                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2549 }
2550
2551 static __always_inline void
2552 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2553                                  struct task_struct *next)
2554 {
2555         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2556                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2557 }
2558
2559 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2560
2561 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2562 {
2563 }
2564
2565 static inline void
2566 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2567                                  struct task_struct *next)
2568 {
2569 }
2570
2571 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2572
2573 /**
2574  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2575  * @rq: the runqueue preparing to switch
2576  * @prev: the current task that is being switched out
2577  * @next: the task we are going to switch to.
2578  *
2579  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2580  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2581  * switch.
2582  *
2583  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2584  * hooks.
2585  */
2586 static inline void
2587 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2588                     struct task_struct *next)
2589 {
2590         sched_info_switch(rq, prev, next);
2591         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2592         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2593         prepare_lock_switch(rq, next);
2594         prepare_arch_switch(next);
2595 }
2596
2597 /**
2598  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2599  * @prev: the thread we just switched away from.
2600  *
2601  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2602  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2603  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2604  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2605  *
2606  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2607  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2608  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2609  * details.)
2610  *
2611  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2612  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2613  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2614  * because prev may have moved to another CPU.
2615  */
2616 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2617         __releases(rq->lock)
2618 {
2619         struct rq *rq = this_rq();
2620         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2621         long prev_state;
2622
2623         /*
2624          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2625          * because it left us after:
2626          *
2627          *      schedule()
2628          *        preempt_disable();                    // 1
2629          *        __schedule()
2630          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2631          *
2632          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2633          */
2634         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2635                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2636                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2637                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2638
2639         rq->prev_mm = NULL;
2640
2641         /*
2642          * A task struct has one reference for the use as "current".
2643          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2644          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2645          * the scheduled task must drop that reference.
2646          *
2647          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2648          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2649          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2650          * transition, resulting in a double drop.
2651          */
2652         prev_state = prev->state;
2653         vtime_task_switch(prev);
2654         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2655         /*
2656          * The membarrier system call requires a full memory barrier
2657          * after storing to rq->curr, before going back to user-space.
2658          *
2659          * TODO: This smp_mb__after_unlock_lock can go away if PPC end
2660          * up adding a full barrier to switch_mm(), or we should figure
2661          * out if a smp_mb__after_unlock_lock is really the proper API
2662          * to use.
2663          */
2664         smp_mb__after_unlock_lock();
2665         finish_lock_switch(rq, prev);
2666         finish_arch_post_lock_switch();
2667
2668         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2669         if (mm)
2670                 mmdrop(mm);
2671         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2672                 if (prev->sched_class->task_dead)
2673                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2674
2675                 /*
2676                  * Remove function-return probe instances associated with this
2677                  * task and put them back on the free list.
2678                  */
2679                 kprobe_flush_task(prev);
2680
2681                 /* Task is done with its stack. */
2682                 put_task_stack(prev);
2683
2684                 put_task_struct(prev);
2685         }
2686
2687         tick_nohz_task_switch();
2688         return rq;
2689 }
2690
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692
2693 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2694 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2695 {
2696         struct callback_head *head, *next;
2697         void (*func)(struct rq *rq);
2698         unsigned long flags;
2699
2700         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2701         head = rq->balance_callback;
2702         rq->balance_callback = NULL;
2703         while (head) {
2704                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2705                 next = head->next;
2706                 head->next = NULL;
2707                 head = next;
2708
2709                 func(rq);
2710         }
2711         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2712 }
2713
2714 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2715 {
2716         if (unlikely(rq->balance_callback))
2717                 __balance_callback(rq);
2718 }
2719
2720 #else
2721
2722 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2723 {
2724 }
2725
2726 #endif
2727
2728 /**
2729  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2730  * @prev: the thread we just switched away from.
2731  */
2732 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2733         __releases(rq->lock)
2734 {
2735         struct rq *rq;
2736
2737         /*
2738          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2739          * finish_task_switch() for details.
2740          *
2741          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2742          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2743          * PREEMPT_COUNT kernels).
2744          */
2745
2746         rq = finish_task_switch(prev);
2747         balance_callback(rq);
2748         preempt_enable();
2749
2750         if (current->set_child_tid)
2751                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2752 }
2753
2754 /*
2755  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2756  */
2757 static __always_inline struct rq *
2758 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2759                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2760 {
2761         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2762
2763         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2764
2765         mm = next->mm;
2766         oldmm = prev->active_mm;
2767         /*
2768          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2769          * combine the page table reload and the switch backend into
2770          * one hypercall.
2771          */
2772         arch_start_context_switch(prev);
2773
2774         if (!mm) {
2775                 next->active_mm = oldmm;
2776                 mmgrab(oldmm);
2777                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2778         } else
2779                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2780
2781         if (!prev->mm) {
2782                 prev->active_mm = NULL;
2783                 rq->prev_mm = oldmm;
2784         }
2785
2786         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2787
2788         /*
2789          * Since the runqueue lock will be released by the next
2790          * task (which is an invalid locking op but in the case
2791          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2792          * do an early lockdep release here:
2793          */
2794         rq_unpin_lock(rq, rf);
2795         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2796
2797         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2798         switch_to(prev, next, prev);
2799         barrier();
2800
2801         return finish_task_switch(prev);
2802 }
2803
2804 /*
2805  * nr_running and nr_context_switches:
2806  *
2807  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2808  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2809  */
2810 unsigned long nr_running(void)
2811 {
2812         unsigned long i, sum = 0;
2813
2814         for_each_online_cpu(i)
2815                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2816
2817         return sum;
2818 }
2819
2820 /*
2821  * Check if only the current task is running on the CPU.
2822  *
2823  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2824  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2825  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2826  *
2827  * - from a non-preemptable section (of course)
2828  *
2829  * - from a thread that is bound to a single CPU
2830  *
2831  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2832  */
2833 bool single_task_running(void)
2834 {
2835         return raw_rq()->nr_running == 1;
2836 }
2837 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2838
2839 unsigned long long nr_context_switches(void)
2840 {
2841         int i;
2842         unsigned long long sum = 0;
2843
2844         for_each_possible_cpu(i)
2845                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2846
2847         return sum;
2848 }
2849
2850 /*
2851  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2852  *
2853  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2854  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2855  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2856  *
2857  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2858  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2859  * running and we'd not be idle.
2860  *
2861  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2862  * is broken.
2863  *
2864  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2865  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2866  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2867  * utilising both CPUs.
2868  *
2869  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2870  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2871  *
2872  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2873  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2874  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2875  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2876  *
2877  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2878  */
2879
2880 unsigned long nr_iowait(void)
2881 {
2882         unsigned long i, sum = 0;
2883
2884         for_each_possible_cpu(i)
2885                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2886
2887         return sum;
2888 }
2889
2890 /*
2891  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2892  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2893  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2894  * runnable.
2895  */
2896
2897 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2898 {
2899         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2900         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2901 }
2902
2903 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2904 {
2905         struct rq *rq = this_rq();
2906         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2907         *load = rq->load.weight;
2908 }
2909
2910 #ifdef CONFIG_SMP
2911
2912 /*
2913  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2914  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2915  */
2916 void sched_exec(void)
2917 {
2918         struct task_struct *p = current;
2919         unsigned long flags;
2920         int dest_cpu;
2921
2922         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2923         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2924         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2925                 goto unlock;
2926
2927         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2928                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2929
2930                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2931                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2932                 return;
2933         }
2934 unlock:
2935         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2936 }
2937
2938 #endif
2939
2940 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2941 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2942
2943 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2944 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2945
2946 /*
2947  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2948  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2949  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2950  * Prefetching this data results in improved performance.
2951  */
2952 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2953 {
2954 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2955         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2956 #else
2957         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2958 #endif
2959         prefetch(curr);
2960         prefetch(&curr->exec_start);
2961 }
2962
2963 /*
2964  * Return accounted runtime for the task.
2965  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2966  * pending runtime that have not been accounted yet.
2967  */
2968 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2969 {
2970         struct rq_flags rf;
2971         struct rq *rq;
2972         u64 ns;
2973
2974 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2975         /*
2976          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2977          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2978          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2979          *
2980          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
2981          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
2982          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2983          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2984          * been accounted, so we're correct here as well.
2985          */
2986         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2987                 return p->se.sum_exec_runtime;
2988 #endif
2989
2990         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2991         /*
2992          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2993          * project cycles that may never be accounted to this
2994          * thread, breaking clock_gettime().
2995          */
2996         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2997                 prefetch_curr_exec_start(p);
2998                 update_rq_clock(rq);
2999                 p->sched_class->update_curr(rq);
3000         }
3001         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3002         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3003
3004         return ns;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3009  * We call it with interrupts disabled.
3010  */
3011 void scheduler_tick(void)
3012 {
3013         int cpu = smp_processor_id();
3014         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3015         struct task_struct *curr = rq->curr;
3016         struct rq_flags rf;
3017
3018         sched_clock_tick();
3019
3020         rq_lock(rq, &rf);
3021
3022         update_rq_clock(rq);
3023         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3024         cpu_load_update_active(rq);
3025         calc_global_load_tick(rq);
3026
3027         rq_unlock(rq, &rf);
3028
3029         perf_event_task_tick();
3030
3031 #ifdef CONFIG_SMP
3032         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3033         trigger_load_balance(rq);
3034 #endif
3035         rq_last_tick_reset(rq);
3036 }
3037
3038 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3039 /**
3040  * scheduler_tick_max_deferment
3041  *
3042  * Keep at least one tick per second when a single
3043  * active task is running because the scheduler doesn't
3044  * yet completely support full dynticks environment.
3045  *
3046  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3047  * balancing, etc... continue to move forward, even
3048  * with a very low granularity.
3049  *
3050  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3051  */
3052 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3053 {
3054         struct rq *rq = this_rq();
3055         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3056
3057         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3058
3059         if (time_before_eq(next, now))
3060                 return 0;
3061
3062         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3063 }
3064 #endif
3065
3066 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3067                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3068 /*
3069  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3070  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3071  */
3072 static inline void preempt_latency_start(int val)
3073 {
3074         if (preempt_count() == val) {
3075                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3076 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3077                 current->preempt_disable_ip = ip;
3078 #endif
3079                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3080         }
3081 }
3082
3083 void preempt_count_add(int val)
3084 {
3085 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3086         /*
3087          * Underflow?
3088          */
3089         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3090                 return;
3091 #endif
3092         __preempt_count_add(val);
3093 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3094         /*
3095          * Spinlock count overflowing soon?
3096          */
3097         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3098                                 PREEMPT_MASK - 10);
3099 #endif
3100         preempt_latency_start(val);
3101 }
3102 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3103 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3104
3105 /*
3106  * If the value passed in equals to the current preempt count
3107  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3108  */
3109 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3110 {
3111         if (preempt_count() == val)
3112                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3113 }
3114
3115 void preempt_count_sub(int val)
3116 {
3117 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3118         /*
3119          * Underflow?
3120          */
3121         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3122                 return;
3123         /*
3124          * Is the spinlock portion underflowing?
3125          */
3126         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3127                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3128                 return;
3129 #endif
3130
3131         preempt_latency_stop(val);
3132         __preempt_count_sub(val);
3133 }
3134 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3135 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3136
3137 #else
3138 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3139 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3140 #endif
3141
3142 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3143 {
3144 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3145         return p->preempt_disable_ip;
3146 #else
3147         return 0;
3148 #endif
3149 }
3150
3151 /*
3152  * Print scheduling while atomic bug:
3153  */
3154 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3155 {
3156         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3157         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3158
3159         if (oops_in_progress)
3160                 return;
3161
3162         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3163                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3164
3165         debug_show_held_locks(prev);
3166         print_modules();
3167         if (irqs_disabled())
3168                 print_irqtrace_events(prev);
3169         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3170             && in_atomic_preempt_off()) {
3171                 pr_err("Preemption disabled at:");
3172                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3173                 pr_cont("\n");
3174         }
3175         if (panic_on_warn)
3176                 panic("scheduling while atomic\n");
3177
3178         dump_stack();
3179         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3184  */
3185 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3186 {
3187 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3188         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3189                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3190 #endif
3191
3192         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3193                 __schedule_bug(prev);
3194                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3195         }
3196         rcu_sleep_check();
3197
3198         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3199
3200         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3201 }
3202
3203 /*
3204  * Pick up the highest-prio task:
3205  */
3206 static inline struct task_struct *
3207 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3208 {
3209         const struct sched_class *class;
3210         struct task_struct *p;
3211
3212         /*
3213          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3214          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3215          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3216          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3217          */
3218         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3219                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3220                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3221
3222                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3223                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3224                         goto again;
3225
3226                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3227                 if (unlikely(!p))
3228                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3229
3230                 return p;
3231         }
3232
3233 again:
3234         for_each_class(class) {
3235                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3236                 if (p) {
3237                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3238                                 goto again;
3239                         return p;
3240                 }
3241         }
3242
3243         /* The idle class should always have a runnable task: */
3244         BUG();
3245 }
3246
3247 /*
3248  * __schedule() is the main scheduler function.
3249  *
3250  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3251  *
3252  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3253  *
3254  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3255  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3256  *
3257  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3258  *      interrupt handler scheduler_tick().
3259  *
3260  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3261  *      task to the run-queue and that's it.
3262  *
3263  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3264  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3265  *      called on the nearest possible occasion:
3266  *
3267  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3268  *
3269  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3270  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3271  *           spin_unlock()!)
3272  *
3273  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3274  *           preemptible context
3275  *
3276  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3277  *         then at the next:
3278  *
3279  *          - cond_resched() call
3280  *          - explicit schedule() call
3281  *          - return from syscall or exception to user-space
3282  *          - return from interrupt-handler to user-space
3283  *
3284  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3285  */
3286 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3287 {
3288         struct task_struct *prev, *next;
3289         unsigned long *switch_count;
3290         struct rq_flags rf;
3291         struct rq *rq;
3292         int cpu;
3293
3294         cpu = smp_processor_id();
3295         rq = cpu_rq(cpu);
3296         prev = rq->curr;
3297
3298         schedule_debug(prev);
3299
3300         if (sched_feat(HRTICK))
3301                 hrtick_clear(rq);
3302
3303         local_irq_disable();
3304         rcu_note_context_switch(preempt);
3305
3306         /*
3307          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3308          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3309          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3310          */
3311         rq_lock(rq, &rf);
3312         smp_mb__after_spinlock();
3313
3314         /* Promote REQ to ACT */
3315         rq->clock_update_flags <<= 1;
3316         update_rq_clock(rq);
3317
3318         switch_count = &prev->nivcsw;
3319         if (!preempt && prev->state) {
3320                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3321                         prev->state = TASK_RUNNING;
3322                 } else {
3323                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3324                         prev->on_rq = 0;
3325
3326                         if (prev->in_iowait) {
3327                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3328                                 delayacct_blkio_start();
3329                         }
3330
3331                         /*
3332                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3333                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3334                          * concurrency.
3335                          */
3336                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3337                                 struct task_struct *to_wakeup;
3338
3339                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3340                                 if (to_wakeup)
3341                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3342                         }
3343                 }
3344                 switch_count = &prev->nvcsw;
3345         }
3346
3347         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3348         clear_tsk_need_resched(prev);
3349         clear_preempt_need_resched();
3350
3351         if (likely(prev != next)) {
3352                 rq->nr_switches++;
3353                 rq->curr = next;
3354                 /*
3355                  * The membarrier system call requires each architecture
3356                  * to have a full memory barrier after updating
3357                  * rq->curr, before returning to user-space. For TSO
3358                  * (e.g. x86), the architecture must provide its own
3359                  * barrier in switch_mm(). For weakly ordered machines
3360                  * for which spin_unlock() acts as a full memory
3361                  * barrier, finish_lock_switch() in common code takes
3362                  * care of this barrier. For weakly ordered machines for
3363                  * which spin_unlock() acts as a RELEASE barrier (only
3364                  * arm64 and PowerPC), arm64 has a full barrier in
3365                  * switch_to(), and PowerPC has
3366                  * smp_mb__after_unlock_lock() before
3367                  * finish_lock_switch().
3368                  */
3369                 ++*switch_count;
3370
3371                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3372
3373                 /* Also unlocks the rq: */
3374                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3375         } else {
3376                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3377                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3378         }
3379
3380         balance_callback(rq);
3381 }
3382
3383 void __noreturn do_task_dead(void)
3384 {
3385         /*
3386          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3387          * when the following two conditions become true.
3388          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3389          *     exit_mm()), and
3390          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3391          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3392          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3393          *
3394          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3395          * is held by try_to_wake_up()
3396          */
3397         raw_spin_lock_irq(&current->pi_lock);
3398         raw_spin_unlock_irq(&current->pi_lock);
3399
3400         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3401         __set_current_state(TASK_DEAD);
3402
3403         /* Tell freezer to ignore us: */
3404         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3405
3406         __schedule(false);
3407         BUG();
3408
3409         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3410         for (;;)
3411                 cpu_relax();
3412 }
3413
3414 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3415 {
3416         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3417                 return;
3418         /*
3419          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3420          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3421          */
3422         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3423                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3424 }
3425
3426 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3427 {
3428         struct task_struct *tsk = current;
3429
3430         sched_submit_work(tsk);
3431         do {
3432                 preempt_disable();
3433                 __schedule(false);
3434                 sched_preempt_enable_no_resched();
3435         } while (need_resched());
3436 }
3437 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3438
3439 /*
3440  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3441  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3442  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3443  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3444  * (schedule out non-voluntarily).
3445  *
3446  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3447  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3448  */
3449 void __sched schedule_idle(void)
3450 {
3451         /*
3452          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3453          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3454          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3455          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3456          * TASK_RUNNING state.
3457          */
3458         WARN_ON_ONCE(current->state);
3459         do {
3460                 __schedule(false);
3461         } while (need_resched());
3462 }
3463
3464 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3465 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3466 {
3467         /*
3468          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3469          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3470          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3471          * we find a better solution.
3472          *
3473          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3474          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3475          * too frequently to make sense yet.
3476          */
3477         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3478         schedule();
3479         exception_exit(prev_state);
3480 }
3481 #endif
3482
3483 /**
3484  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3485  *
3486  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3487  */
3488 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3489 {
3490         sched_preempt_enable_no_resched();
3491         schedule();
3492         preempt_disable();
3493 }
3494
3495 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3496 {
3497         do {
3498                 /*
3499                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3500                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3501                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3502                  * by the function tracer will call this function again and
3503                  * cause infinite recursion.
3504                  *
3505                  * Preemption must be disabled here before the function
3506                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3507                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3508                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3509                  * which can also be traced by the function tracer.
3510                  */
3511                 preempt_disable_notrace();
3512                 preempt_latency_start(1);
3513                 __schedule(true);
3514                 preempt_latency_stop(1);
3515                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3516
3517                 /*
3518                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3519                  * between schedule and now.
3520                  */
3521         } while (need_resched());
3522 }
3523
3524 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3525 /*
3526  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3527  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3528  * occur there and call schedule directly.
3529  */
3530 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3531 {
3532         /*
3533          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3534          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3535          */
3536         if (likely(!preemptible()))
3537                 return;
3538
3539         preempt_schedule_common();
3540 }
3541 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3542 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3543
3544 /**
3545  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3546  *
3547  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3548  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3549  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3550  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3551  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3552  * to be called when the system is still in usermode.
3553  *
3554  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3555  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3556  * calling the scheduler.
3557  */
3558 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3559 {
3560         enum ctx_state prev_ctx;
3561
3562         if (likely(!preemptible()))
3563                 return;
3564
3565         do {
3566                 /*
3567                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3568                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3569                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3570                  * by the function tracer will call this function again and
3571                  * cause infinite recursion.
3572                  *
3573                  * Preemption must be disabled here before the function
3574                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3575                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3576                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3577                  * which can also be traced by the function tracer.
3578                  */
3579                 preempt_disable_notrace();
3580                 preempt_latency_start(1);
3581                 /*
3582                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3583                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3584                  * an infinite recursion.
3585                  */
3586                 prev_ctx = exception_enter();
3587                 __schedule(true);
3588                 exception_exit(prev_ctx);
3589
3590                 preempt_latency_stop(1);
3591                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3592         } while (need_resched());
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3595
3596 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3597
3598 /*
3599  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3600  * off of irq context.
3601  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3602  * protect us against recursive calling from irq.
3603  */
3604 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3605 {
3606         enum ctx_state prev_state;
3607
3608         /* Catch callers which need to be fixed */
3609         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3610
3611         prev_state = exception_enter();
3612
3613         do {
3614                 preempt_disable();
3615                 local_irq_enable();
3616                 __schedule(true);
3617                 local_irq_disable();
3618                 sched_preempt_enable_no_resched();
3619         } while (need_resched());
3620
3621         exception_exit(prev_state);
3622 }
3623
3624 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3625                           void *key)
3626 {
3627         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3630
3631 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3632
3633 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3634 {
3635         if (pi_task)
3636                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3637
3638         return prio;
3639 }
3640
3641 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3642 {
3643         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3644
3645         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3646 }
3647
3648 /*
3649  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3650  * @p: task to boost
3651  * @pi_task: donor task
3652  *
3653  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3654  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3655  *
3656  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3657  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3658  */
3659 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3660 {
3661         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3662                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3663         const struct sched_class *prev_class;
3664         struct rq_flags rf;
3665         struct rq *rq;
3666
3667         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3668         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3669
3670         /*
3671          * If nothing changed; bail early.
3672          */
3673         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3674                 return;
3675
3676         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3677         update_rq_clock(rq);
3678         /*
3679          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3680          * either lock.
3681          *
3682          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3683          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3684          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3685          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3686          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3687          */
3688         p->pi_top_task = pi_task;
3689
3690         /*
3691          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3692          */
3693         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3694                 goto out_unlock;
3695
3696         /*
3697          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3698          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3699          *
3700          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3701          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3702          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3703          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3704          * with interrupts disabled and will complete the lock
3705          * protected section without being interrupted. So there is no
3706          * real need to boost.
3707          */
3708         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3709                 WARN_ON(p != rq->curr);
3710                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3711                 goto out_unlock;
3712         }
3713
3714         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3715         oldprio = p->prio;
3716
3717         if (oldprio == prio)
3718                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3719
3720         prev_class = p->sched_class;
3721         queued = task_on_rq_queued(p);
3722         running = task_current(rq, p);
3723         if (queued)
3724                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3725         if (running)
3726                 put_prev_task(rq, p);
3727
3728         /*
3729          * Boosting condition are:
3730          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3731          *      --> -dl task blocks on mutex A
3732          *
3733          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3734          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3735          *          running task
3736          */
3737         if (dl_prio(prio)) {
3738                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3739                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3740                         p->dl.dl_boosted = 1;
3741                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3742                 } else
3743                         p->dl.dl_boosted = 0;
3744                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3745         } else if (rt_prio(prio)) {
3746                 if (dl_prio(oldprio))
3747                         p->dl.dl_boosted = 0;
3748                 if (oldprio < prio)
3749                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3750                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3751         } else {
3752                 if (dl_prio(oldprio))
3753                         p->dl.dl_boosted = 0;
3754                 if (rt_prio(oldprio))
3755                         p->rt.timeout = 0;
3756                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3757         }
3758
3759         p->prio = prio;
3760
3761         if (queued)
3762                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3763         if (running)
3764                 set_curr_task(rq, p);
3765
3766         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3767 out_unlock:
3768         /* Avoid rq from going away on us: */
3769         preempt_disable();
3770         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3771
3772         balance_callback(rq);
3773         preempt_enable();
3774 }
3775 #else
3776 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3777 {
3778         return prio;
3779 }
3780 #endif
3781
3782 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3783 {
3784         bool queued, running;
3785         int old_prio, delta;
3786         struct rq_flags rf;
3787         struct rq *rq;
3788
3789         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3790                 return;
3791         /*
3792          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3793          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3794          */
3795         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3796         update_rq_clock(rq);
3797
3798         /*
3799          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3800          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3801          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3802          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3803          */
3804         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3805                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3806                 goto out_unlock;
3807         }
3808         queued = task_on_rq_queued(p);
3809         running = task_current(rq, p);
3810         if (queued)
3811                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3812         if (running)
3813                 put_prev_task(rq, p);
3814
3815         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3816         set_load_weight(p, true);
3817         old_prio = p->prio;
3818         p->prio = effective_prio(p);
3819         delta = p->prio - old_prio;
3820
3821         if (queued) {
3822                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3823                 /*
3824                  * If the task increased its priority or is running and
3825                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3826                  */
3827                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3828                         resched_curr(rq);
3829         }
3830         if (running)
3831                 set_curr_task(rq, p);
3832 out_unlock:
3833         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3834 }
3835 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3836
3837 /*
3838  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3839  * @p: task
3840  * @nice: nice value
3841  */
3842 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3843 {
3844         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3845         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3846
3847         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3848                 capable(CAP_SYS_NICE));
3849 }
3850
3851 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3852
3853 /*
3854  * sys_nice - change the priority of the current process.
3855  * @increment: priority increment
3856  *
3857  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3858  * does similar things.
3859  */
3860 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3861 {
3862         long nice, retval;
3863
3864         /*
3865          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3866          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3867          * and we have a single winner.
3868          */
3869         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3870         nice = task_nice(current) + increment;
3871
3872         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3873         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3874                 return -EPERM;
3875
3876         retval = security_task_setnice(current, nice);
3877         if (retval)
3878                 return retval;
3879
3880         set_user_nice(current, nice);
3881         return 0;
3882 }
3883
3884 #endif
3885
3886 /**
3887  * task_prio - return the priority value of a given task.
3888  * @p: the task in question.
3889  *
3890  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3891  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3892  * around 0, value goes from -16 to +15.
3893  */
3894 int task_prio(const struct task_struct *p)
3895 {
3896         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3897 }
3898
3899 /**
3900  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3901  * @cpu: the processor in question.
3902  *
3903  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3904  */
3905 int idle_cpu(int cpu)
3906 {
3907         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3908
3909         if (rq->curr != rq->idle)
3910                 return 0;
3911
3912         if (rq->nr_running)
3913                 return 0;
3914
3915 #ifdef CONFIG_SMP
3916         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3917                 return 0;
3918 #endif
3919
3920         return 1;
3921 }
3922
3923 /**
3924  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3925  * @cpu: the processor in question.
3926  *
3927  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3928  */
3929 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3930 {
3931         return cpu_rq(cpu)->idle;
3932 }
3933
3934 /**
3935  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3936  * @pid: the pid in question.
3937  *
3938  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3939  */
3940 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3941 {
3942         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3943 }
3944
3945 /*
3946  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3947  * it calls know not to change it.
3948  */
3949 #define SETPARAM_POLICY -1
3950
3951 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3952                 const struct sched_attr *attr)
3953 {
3954         int policy = attr->sched_policy;
3955
3956         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3957                 policy = p->policy;
3958
3959         p->policy = policy;
3960
3961         if (dl_policy(policy))
3962                 __setparam_dl(p, attr);
3963         else if (fair_policy(policy))
3964                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3965
3966         /*
3967          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3968          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3969          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3970          */
3971         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3972         p->normal_prio = normal_prio(p);
3973         set_load_weight(p, true);
3974 }
3975
3976 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3977 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3978                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3979 {
3980         __setscheduler_params(p, attr);
3981
3982         /*
3983          * Keep a potential priority boosting if called from
3984          * sched_setscheduler().
3985          */
3986         p->prio = normal_prio(p);
3987         if (keep_boost)
3988                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
3989
3990         if (dl_prio(p->prio))
3991                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3992         else if (rt_prio(p->prio))
3993                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3994         else
3995                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3996 }
3997
3998 /*
3999  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4000  */
4001 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4002 {
4003         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4004         bool match;
4005
4006         rcu_read_lock();
4007         pcred = __task_cred(p);
4008         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4009                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4010         rcu_read_unlock();
4011         return match;
4012 }
4013
4014 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4015                                 const struct sched_attr *attr,
4016                                 bool user, bool pi)
4017 {
4018         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4019                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4020         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4021         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4022         const struct sched_class *prev_class;
4023         struct rq_flags rf;
4024         int reset_on_fork;
4025         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4026         struct rq *rq;
4027
4028         /* The pi code expects interrupts enabled */
4029         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4030 recheck:
4031         /* Double check policy once rq lock held: */
4032         if (policy < 0) {
4033                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4034                 policy = oldpolicy = p->policy;
4035         } else {
4036                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4037
4038                 if (!valid_policy(policy))
4039                         return -EINVAL;
4040         }
4041
4042         if (attr->sched_flags &
4043                 ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK | SCHED_FLAG_RECLAIM))
4044                 return -EINVAL;
4045
4046         /*
4047          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4048          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4049          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4050          */
4051         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4052             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4053                 return -EINVAL;
4054         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4055             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4056                 return -EINVAL;
4057
4058         /*
4059          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4060          */
4061         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4062                 if (fair_policy(policy)) {
4063                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4064                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4065                                 return -EPERM;
4066                 }
4067
4068                 if (rt_policy(policy)) {
4069                         unsigned long rlim_rtprio =
4070                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4071
4072                         /* Can't set/change the rt policy: */
4073                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4074                                 return -EPERM;
4075
4076                         /* Can't increase priority: */
4077                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4078                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4079                                 return -EPERM;
4080                 }
4081
4082                  /*
4083                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4084                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4085                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4086                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4087                   */
4088                 if (dl_policy(policy))
4089                         return -EPERM;
4090
4091                 /*
4092                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4093                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4094                  */
4095                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4096                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4097                                 return -EPERM;
4098                 }
4099
4100                 /* Can't change other user's priorities: */
4101                 if (!check_same_owner(p))
4102                         return -EPERM;
4103
4104                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4105                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4106                         return -EPERM;
4107         }
4108
4109         if (user) {
4110                 retval = security_task_setscheduler(p);
4111                 if (retval)
4112                         return retval;
4113         }
4114
4115         /*
4116          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4117          * changing the priority of the task:
4118          *
4119          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4120          * runqueue lock must be held.
4121          */
4122         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4123         update_rq_clock(rq);
4124
4125         /*
4126          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4127          */
4128         if (p == rq->stop) {
4129                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4130                 return -EINVAL;
4131         }
4132
4133         /*
4134          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4135          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4136          */
4137         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4138                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4139                         goto change;
4140                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4141                         goto change;
4142                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4143                         goto change;
4144
4145                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4146                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4147                 return 0;
4148         }
4149 change:
4150
4151         if (user) {
4152 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4153                 /*
4154                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4155                  * assigned.
4156                  */
4157                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4158                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4159                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4160                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4161                         return -EPERM;
4162                 }
4163 #endif
4164 #ifdef CONFIG_SMP
4165                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4166                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4167
4168                         /*
4169                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4170                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4171                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4172                          */
4173                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4174                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4175                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4176                                 return -EPERM;
4177                         }
4178                 }
4179 #endif
4180         }
4181
4182         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4183         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4184                 policy = oldpolicy = -1;
4185                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4186                 goto recheck;
4187         }
4188
4189         /*
4190          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4191          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4192          * is available.
4193          */
4194         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4195                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4196                 return -EBUSY;
4197         }
4198
4199         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4200         oldprio = p->prio;
4201
4202         if (pi) {
4203                 /*
4204                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4205                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4206                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4207                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4208                  * itself.
4209                  */
4210                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4211                 if (new_effective_prio == oldprio)
4212                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4213         }
4214
4215         queued = task_on_rq_queued(p);
4216         running = task_current(rq, p);
4217         if (queued)
4218                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4219         if (running)
4220                 put_prev_task(rq, p);
4221
4222         prev_class = p->sched_class;
4223         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4224
4225         if (queued) {
4226                 /*
4227                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4228                  * increased (user space view).
4229                  */
4230                 if (oldprio < p->prio)
4231                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4232
4233                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4234         }
4235         if (running)
4236                 set_curr_task(rq, p);
4237
4238         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4239
4240         /* Avoid rq from going away on us: */
4241         preempt_disable();
4242         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4243
4244         if (pi)
4245                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4246
4247         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4248         balance_callback(rq);
4249         preempt_enable();
4250
4251         return 0;
4252 }
4253
4254 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4255                                const struct sched_param *param, bool check)
4256 {
4257         struct sched_attr attr = {
4258                 .sched_policy   = policy,
4259                 .sched_priority = param->sched_priority,
4260                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4261         };
4262
4263         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4264         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4265                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4266                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4267                 attr.sched_policy = policy;
4268         }
4269
4270         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4271 }
4272 /**
4273  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4274  * @p: the task in question.
4275  * @policy: new policy.
4276  * @param: structure containing the new RT priority.
4277  *
4278  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4279  *
4280  * NOTE that the task may be already dead.
4281  */
4282 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4283                        const struct sched_param *param)
4284 {
4285         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4286 }
4287 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4288
4289 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4290 {
4291         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4292 }
4293 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4294
4295 /**
4296  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4297  * @p: the task in question.
4298  * @policy: new policy.
4299  * @param: structure containing the new RT priority.
4300  *
4301  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4302  * current context has permission.  For example, this is needed in
4303  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4304  * but our caller might not have that capability.
4305  *
4306  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4307  */
4308 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4309                                const struct sched_param *param)
4310 {
4311         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4312 }
4313 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4314
4315 static int
4316 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4317 {
4318         struct sched_param lparam;
4319         struct task_struct *p;
4320         int retval;
4321
4322         if (!param || pid < 0)
4323                 return -EINVAL;
4324         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4325                 return -EFAULT;
4326
4327         rcu_read_lock();
4328         retval = -ESRCH;
4329         p = find_process_by_pid(pid);
4330         if (p != NULL)
4331                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4332         rcu_read_unlock();
4333
4334         return retval;
4335 }
4336
4337 /*
4338  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4339  */
4340 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4341 {
4342         u32 size;
4343         int ret;
4344
4345         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4346                 return -EFAULT;
4347
4348         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4349         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4350
4351         ret = get_user(size, &uattr->size);
4352         if (ret)
4353                 return ret;
4354
4355         /* Bail out on silly large: */
4356         if (size > PAGE_SIZE)
4357                 goto err_size;
4358
4359         /* ABI compatibility quirk: */
4360         if (!size)
4361                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4362
4363         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4364                 goto err_size;
4365
4366         /*
4367          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4368          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4369          * user-space does not rely on any kernel feature
4370          * extensions we dont know about yet.
4371          */
4372         if (size > sizeof(*attr)) {
4373                 unsigned char __user *addr;
4374                 unsigned char __user *end;
4375                 unsigned char val;
4376
4377                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4378                 end  = (void __user *)uattr + size;
4379
4380                 for (; addr < end; addr++) {
4381                         ret = get_user(val, addr);
4382                         if (ret)
4383                                 return ret;
4384                         if (val)
4385                                 goto err_size;
4386                 }
4387                 size = sizeof(*attr);
4388         }
4389
4390         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4391         if (ret)
4392                 return -EFAULT;
4393
4394         /*
4395          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4396          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4397          */
4398         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4399
4400         return 0;
4401
4402 err_size:
4403         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4404         return -E2BIG;
4405 }
4406
4407 /**
4408  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4409  * @pid: the pid in question.
4410  * @policy: new policy.
4411  * @param: structure containing the new RT priority.
4412  *
4413  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4414  */
4415 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4416 {
4417         if (policy < 0)
4418                 return -EINVAL;
4419
4420         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4421 }
4422
4423 /**
4424  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4425  * @pid: the pid in question.
4426  * @param: structure containing the new RT priority.
4427  *
4428  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4429  */
4430 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4431 {
4432         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4433 }
4434
4435 /**
4436  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4437  * @pid: the pid in question.
4438  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4439  * @flags: for future extension.
4440  */
4441 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4442                                unsigned int, flags)
4443 {
4444         struct sched_attr attr;
4445         struct task_struct *p;
4446         int retval;
4447
4448         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4449                 return -EINVAL;
4450
4451         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4452         if (retval)
4453                 return retval;
4454
4455         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4456                 return -EINVAL;
4457
4458         rcu_read_lock();
4459         retval = -ESRCH;
4460         p = find_process_by_pid(pid);
4461         if (p != NULL)
4462                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4463         rcu_read_unlock();
4464
4465         return retval;
4466 }
4467
4468 /**
4469  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4470  * @pid: the pid in question.
4471  *
4472  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4473  * code.
4474  */
4475 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4476 {
4477         struct task_struct *p;
4478         int retval;
4479
4480         if (pid < 0)
4481                 return -EINVAL;
4482
4483         retval = -ESRCH;
4484         rcu_read_lock();
4485         p = find_process_by_pid(pid);
4486         if (p) {
4487                 retval = security_task_getscheduler(p);
4488                 if (!retval)
4489                         retval = p->policy
4490                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4491         }
4492         rcu_read_unlock();
4493         return retval;
4494 }
4495
4496 /**
4497  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4498  * @pid: the pid in question.
4499  * @param: structure containing the RT priority.
4500  *
4501  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4502  * code.
4503  */
4504 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4505 {
4506         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4507         struct task_struct *p;
4508         int retval;
4509
4510         if (!param || pid < 0)
4511                 return -EINVAL;
4512
4513         rcu_read_lock();
4514         p = find_process_by_pid(pid);
4515         retval = -ESRCH;
4516         if (!p)
4517                 goto out_unlock;
4518
4519         retval = security_task_getscheduler(p);
4520         if (retval)
4521                 goto out_unlock;
4522
4523         if (task_has_rt_policy(p))
4524                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4525         rcu_read_unlock();
4526
4527         /*
4528          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4529          */
4530         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4531
4532         return retval;
4533
4534 out_unlock:
4535         rcu_read_unlock();
4536         return retval;
4537 }
4538
4539 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4540                            struct sched_attr *attr,
4541                            unsigned int usize)
4542 {
4543         int ret;
4544
4545         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4546                 return -EFAULT;
4547
4548         /*
4549          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4550          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4551          * user-space does not get uncomplete information.
4552          */
4553         if (usize < sizeof(*attr)) {
4554                 unsigned char *addr;
4555                 unsigned char *end;
4556
4557                 addr = (void *)attr + usize;
4558                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4559
4560                 for (; addr < end; addr++) {
4561                         if (*addr)
4562                                 return -EFBIG;
4563                 }
4564
4565                 attr->size = usize;
4566         }
4567
4568         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4569         if (ret)
4570                 return -EFAULT;
4571
4572         return 0;
4573 }
4574
4575 /**
4576  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4577  * @pid: the pid in question.
4578  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4579  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4580  * @flags: for future extension.
4581  */
4582 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4583                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4584 {
4585         struct sched_attr attr = {
4586                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4587         };
4588         struct task_struct *p;
4589         int retval;
4590
4591         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4592             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4593                 return -EINVAL;
4594
4595         rcu_read_lock();
4596         p = find_process_by_pid(pid);
4597         retval = -ESRCH;
4598         if (!p)
4599                 goto out_unlock;
4600
4601         retval = security_task_getscheduler(p);
4602         if (retval)
4603                 goto out_unlock;
4604
4605         attr.sched_policy = p->policy;
4606         if (p->sched_reset_on_fork)
4607                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4608         if (task_has_dl_policy(p))
4609                 __getparam_dl(p, &attr);
4610         else if (task_has_rt_policy(p))
4611                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4612         else
4613                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4614
4615         rcu_read_unlock();
4616
4617         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4618         return retval;
4619
4620 out_unlock:
4621         rcu_read_unlock();
4622         return retval;
4623 }
4624
4625 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4626 {
4627         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4628         struct task_struct *p;
4629         int retval;
4630
4631         rcu_read_lock();
4632
4633         p = find_process_by_pid(pid);
4634         if (!p) {
4635                 rcu_read_unlock();
4636                 return -ESRCH;
4637         }
4638
4639         /* Prevent p going away */
4640         get_task_struct(p);
4641         rcu_read_unlock();
4642
4643         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4644                 retval = -EINVAL;
4645                 goto out_put_task;
4646         }
4647         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4648                 retval = -ENOMEM;
4649                 goto out_put_task;
4650         }
4651         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4652                 retval = -ENOMEM;
4653                 goto out_free_cpus_allowed;
4654         }
4655         retval = -EPERM;
4656         if (!check_same_owner(p)) {
4657                 rcu_read_lock();
4658                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4659                         rcu_read_unlock();
4660                         goto out_free_new_mask;
4661                 }
4662                 rcu_read_unlock();
4663         }
4664
4665         retval = security_task_setscheduler(p);
4666         if (retval)
4667                 goto out_free_new_mask;
4668
4669
4670         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4671         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4672
4673         /*
4674          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4675          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4676          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4677          * root_domain.
4678          */
4679 #ifdef CONFIG_SMP
4680         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4681                 rcu_read_lock();
4682                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4683                         retval = -EBUSY;
4684                         rcu_read_unlock();
4685                         goto out_free_new_mask;
4686                 }
4687                 rcu_read_unlock();
4688         }
4689 #endif
4690 again:
4691         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4692
4693         if (!retval) {
4694                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4695                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4696                         /*
4697                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4698                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4699                          * cpuset's cpus_allowed
4700                          */
4701                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4702                         goto again;
4703                 }
4704         }
4705 out_free_new_mask:
4706         free_cpumask_var(new_mask);
4707 out_free_cpus_allowed:
4708         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4709 out_put_task:
4710         put_task_struct(p);
4711         return retval;
4712 }
4713
4714 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4715                              struct cpumask *new_mask)
4716 {
4717         if (len < cpumask_size())
4718                 cpumask_clear(new_mask);
4719         else if (len > cpumask_size())
4720                 len = cpumask_size();
4721
4722         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4723 }
4724
4725 /**
4726  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4727  * @pid: pid of the process
4728  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4729  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4730  *
4731  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4732  */
4733 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4734                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4735 {
4736         cpumask_var_t new_mask;
4737         int retval;
4738
4739         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4740                 return -ENOMEM;
4741
4742         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4743         if (retval == 0)
4744                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4745         free_cpumask_var(new_mask);
4746         return retval;
4747 }
4748
4749 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4750 {
4751         struct task_struct *p;
4752         unsigned long flags;
4753         int retval;
4754
4755         rcu_read_lock();
4756
4757         retval = -ESRCH;
4758         p = find_process_by_pid(pid);
4759         if (!p)
4760                 goto out_unlock;
4761
4762         retval = security_task_getscheduler(p);
4763         if (retval)
4764                 goto out_unlock;
4765
4766         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4767         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4768         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4769
4770 out_unlock:
4771         rcu_read_unlock();
4772
4773         return retval;
4774 }
4775
4776 /**
4777  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4778  * @pid: pid of the process
4779  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4780  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4781  *
4782  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4783  * error code otherwise.
4784  */
4785 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4786                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4787 {
4788         int ret;
4789         cpumask_var_t mask;
4790
4791         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4792                 return -EINVAL;
4793         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4794                 return -EINVAL;
4795
4796         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4797                 return -ENOMEM;
4798
4799         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4800         if (ret == 0) {
4801                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4802
4803                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4804                         ret = -EFAULT;
4805                 else
4806                         ret = retlen;
4807         }
4808         free_cpumask_var(mask);
4809
4810         return ret;
4811 }
4812
4813 /**
4814  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4815  *
4816  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4817  * other threads running on this CPU then this function will return.
4818  *
4819  * Return: 0.
4820  */
4821 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4822 {
4823         struct rq_flags rf;
4824         struct rq *rq;
4825
4826         local_irq_disable();
4827         rq = this_rq();
4828         rq_lock(rq, &rf);
4829
4830         schedstat_inc(rq->yld_count);
4831         current->sched_class->yield_task(rq);
4832
4833         /*
4834          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4835          * no need to preempt or enable interrupts:
4836          */
4837         preempt_disable();
4838         rq_unlock(rq, &rf);
4839         sched_preempt_enable_no_resched();
4840
4841         schedule();
4842
4843         return 0;
4844 }
4845
4846 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4847 int __sched _cond_resched(void)
4848 {
4849         if (should_resched(0)) {
4850                 preempt_schedule_common();
4851                 return 1;
4852         }
4853         rcu_all_qs();
4854         return 0;
4855 }
4856 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4857 #endif
4858
4859 /*
4860  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4861  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4862  *
4863  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4864  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4865  * spin_unlock(), once by hand).
4866  */
4867 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4868 {
4869         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4870         int ret = 0;
4871
4872         lockdep_assert_held(lock);
4873
4874         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4875                 spin_unlock(lock);
4876                 if (resched)
4877                         preempt_schedule_common();
4878                 else
4879                         cpu_relax();
4880                 ret = 1;
4881                 spin_lock(lock);
4882         }
4883         return ret;
4884 }
4885 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4886
4887 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4888 {
4889         BUG_ON(!in_softirq());
4890
4891         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4892                 local_bh_enable();
4893                 preempt_schedule_common();
4894                 local_bh_disable();
4895                 return 1;
4896         }
4897         return 0;
4898 }
4899 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4900
4901 /**
4902  * yield - yield the current processor to other threads.
4903  *
4904  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4905  *
4906  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4907  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4908  * it, its already broken.
4909  *
4910  * Typical broken usage is:
4911  *
4912  * while (!event)
4913  *      yield();
4914  *
4915  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4916  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4917  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4918  *
4919  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4920  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4921  * If you still want to use yield(), do not!
4922  */
4923 void __sched yield(void)
4924 {
4925         set_current_state(TASK_RUNNING);
4926         sys_sched_yield();
4927 }
4928 EXPORT_SYMBOL(yield);
4929
4930 /**
4931  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4932  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4933  * processor it's on.
4934  * @p: target task
4935  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4936  *
4937  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4938  * can't go away on us before we can do any checks.
4939  *
4940  * Return:
4941  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4942  *      false (0) if we failed to boost the target.
4943  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4944  */
4945 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4946 {
4947         struct task_struct *curr = current;
4948         struct rq *rq, *p_rq;
4949         unsigned long flags;
4950         int yielded = 0;
4951
4952         local_irq_save(flags);
4953         rq = this_rq();
4954
4955 again:
4956         p_rq = task_rq(p);
4957         /*
4958          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4959          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4960          */
4961         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4962                 yielded = -ESRCH;
4963                 goto out_irq;
4964         }
4965
4966         double_rq_lock(rq, p_rq);
4967         if (task_rq(p) != p_rq) {
4968                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4969                 goto again;
4970         }
4971
4972         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4973                 goto out_unlock;
4974
4975         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4976                 goto out_unlock;
4977
4978         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4979                 goto out_unlock;
4980
4981         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4982         if (yielded) {
4983                 schedstat_inc(rq->yld_count);
4984                 /*
4985                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4986                  * fairness.
4987                  */
4988                 if (preempt && rq != p_rq)
4989                         resched_curr(p_rq);
4990         }
4991
4992 out_unlock:
4993         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4994 out_irq:
4995         local_irq_restore(flags);
4996
4997         if (yielded > 0)
4998                 schedule();
4999
5000         return yielded;
5001 }
5002 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5003
5004 int io_schedule_prepare(void)
5005 {
5006         int old_iowait = current->in_iowait;
5007
5008         current->in_iowait = 1;
5009         blk_schedule_flush_plug(current);
5010
5011         return old_iowait;
5012 }
5013
5014 void io_schedule_finish(int token)
5015 {
5016         current->in_iowait = token;
5017 }
5018
5019 /*
5020  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5021  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5022  */
5023 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5024 {
5025         int token;
5026         long ret;
5027
5028         token = io_schedule_prepare();
5029         ret = schedule_timeout(timeout);
5030         io_schedule_finish(token);
5031
5032         return ret;
5033 }
5034 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5035
5036 void io_schedule(void)
5037 {
5038         int token;
5039
5040         token = io_schedule_prepare();
5041         schedule();
5042         io_schedule_finish(token);
5043 }
5044 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5045
5046 /**
5047  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5048  * @policy: scheduling class.
5049  *
5050  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5051  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5052  * On failure, a negative error code is returned.
5053  */
5054 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5055 {
5056         int ret = -EINVAL;
5057
5058         switch (policy) {
5059         case SCHED_FIFO:
5060         case SCHED_RR:
5061                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5062                 break;
5063         case SCHED_DEADLINE:
5064         case SCHED_NORMAL:
5065         case SCHED_BATCH:
5066         case SCHED_IDLE:
5067                 ret = 0;
5068                 break;
5069         }
5070         return ret;
5071 }
5072
5073 /**
5074  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5075  * @policy: scheduling class.
5076  *
5077  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5078  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5079  * On failure, a negative error code is returned.
5080  */
5081 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5082 {
5083         int ret = -EINVAL;
5084
5085         switch (policy) {
5086         case SCHED_FIFO:
5087         case SCHED_RR:
5088                 ret = 1;
5089                 break;
5090         case SCHED_DEADLINE:
5091         case SCHED_NORMAL:
5092         case SCHED_BATCH:
5093         case SCHED_IDLE:
5094                 ret = 0;
5095         }
5096         return ret;
5097 }
5098
5099 /**
5100  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5101  * @pid: pid of the process.
5102  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5103  *
5104  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5105  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5106  *
5107  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5108  * an error code.
5109  */
5110 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5111                 struct timespec __user *, interval)
5112 {
5113         struct task_struct *p;
5114         unsigned int time_slice;
5115         struct rq_flags rf;
5116         struct timespec t;
5117         struct rq *rq;
5118         int retval;
5119
5120         if (pid < 0)
5121                 return -EINVAL;
5122
5123         retval = -ESRCH;
5124         rcu_read_lock();
5125         p = find_process_by_pid(pid);
5126         if (!p)
5127                 goto out_unlock;
5128
5129         retval = security_task_getscheduler(p);
5130         if (retval)
5131                 goto out_unlock;
5132
5133         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5134         time_slice = 0;
5135         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5136                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5137         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5138
5139         rcu_read_unlock();
5140         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5141         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5142         return retval;
5143
5144 out_unlock:
5145         rcu_read_unlock();
5146         return retval;
5147 }
5148
5149 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5150 {
5151         unsigned long free = 0;
5152         int ppid;
5153
5154         if (!try_get_task_stack(p))
5155                 return;
5156
5157         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5158
5159         if (p->state == TASK_RUNNING)
5160                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5161 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5162         free = stack_not_used(p);
5163 #endif
5164         ppid = 0;
5165         rcu_read_lock();
5166         if (pid_alive(p))
5167                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5168         rcu_read_unlock();
5169         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5170                 task_pid_nr(p), ppid,
5171                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5172
5173         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5174         show_stack(p, NULL);
5175         put_task_stack(p);
5176 }
5177 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5178
5179 static inline bool
5180 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5181 {
5182         /* no filter, everything matches */
5183         if (!state_filter)
5184                 return true;
5185
5186         /* filter, but doesn't match */
5187         if (!(p->state & state_filter))
5188                 return false;
5189
5190         /*
5191          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5192          * TASK_KILLABLE).
5193          */
5194         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5195                 return false;
5196
5197         return true;
5198 }
5199
5200
5201 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5202 {
5203         struct task_struct *g, *p;
5204
5205 #if BITS_PER_LONG == 32
5206         printk(KERN_INFO
5207                 "  task                PC stack   pid father\n");
5208 #else
5209         printk(KERN_INFO
5210                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5211 #endif
5212         rcu_read_lock();
5213         for_each_process_thread(g, p) {
5214                 /*
5215                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5216                  * console might take a lot of time:
5217                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5218                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5219                  * an IPI.
5220                  */
5221                 touch_nmi_watchdog();
5222                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5223                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5224                         sched_show_task(p);
5225         }
5226
5227 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5228         if (!state_filter)
5229                 sysrq_sched_debug_show();
5230 #endif
5231         rcu_read_unlock();
5232         /*
5233          * Only show locks if all tasks are dumped:
5234          */
5235         if (!state_filter)
5236                 debug_show_all_locks();
5237 }
5238
5239 /**
5240  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5241  * @idle: task in question
5242  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5243  *
5244  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5245  * flag, to make booting more robust.
5246  */
5247 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5248 {
5249         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5250         unsigned long flags;
5251
5252         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5253         raw_spin_lock(&rq->lock);
5254
5255         __sched_fork(0, idle);
5256         idle->state = TASK_RUNNING;
5257         idle->se.exec_start = sched_clock();
5258         idle->flags |= PF_IDLE;
5259
5260         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5261
5262 #ifdef CONFIG_SMP
5263         /*
5264          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5265          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5266          *
5267          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5268          */
5269         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5270 #endif
5271         /*
5272          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5273          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5274          * lockdep check in task_group() will fail.
5275          *
5276          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5277          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5278          *
5279          * Silence PROVE_RCU
5280          */
5281         rcu_read_lock();
5282         __set_task_cpu(idle, cpu);
5283         rcu_read_unlock();
5284
5285         rq->curr = rq->idle = idle;
5286         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5287 #ifdef CONFIG_SMP
5288         idle->on_cpu = 1;
5289 #endif
5290         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5291         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5292
5293         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5294         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5295
5296         /*
5297          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5298          */
5299         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5300         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5301         vtime_init_idle(idle, cpu);
5302 #ifdef CONFIG_SMP
5303         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5304 #endif
5305 }
5306
5307 #ifdef CONFIG_SMP
5308
5309 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5310                               const struct cpumask *trial)
5311 {
5312         int ret = 1;
5313
5314         if (!cpumask_weight(cur))
5315                 return ret;
5316
5317         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5318
5319         return ret;
5320 }
5321
5322 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5323                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5324 {
5325         int ret = 0;
5326
5327         /*
5328          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5329          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5330          * affinity and isolating such threads by their set of
5331          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5332          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5333          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5334          * before cpus_allowed may be changed.
5335          */
5336         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5337                 ret = -EINVAL;
5338                 goto out;
5339         }
5340
5341         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5342                                               cs_cpus_allowed))
5343                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5344
5345 out:
5346         return ret;
5347 }
5348
5349 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5350
5351 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5352 /* Migrate current task p to target_cpu */
5353 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5354 {
5355         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5356         int curr_cpu = task_cpu(p);
5357
5358         if (curr_cpu == target_cpu)
5359                 return 0;
5360
5361         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5362                 return -EINVAL;
5363
5364         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5365
5366         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5367         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5368 }
5369
5370 /*
5371  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5372  * tasks on the runqueues
5373  */
5374 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5375 {
5376         bool queued, running;
5377         struct rq_flags rf;
5378         struct rq *rq;
5379
5380         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5381         queued = task_on_rq_queued(p);
5382         running = task_current(rq, p);
5383
5384         if (queued)
5385                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5386         if (running)
5387                 put_prev_task(rq, p);
5388
5389         p->numa_preferred_nid = nid;
5390
5391         if (queued)
5392                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5393         if (running)
5394                 set_curr_task(rq, p);
5395         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5396 }
5397 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5398
5399 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5400 /*
5401  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5402  * offline.
5403  */
5404 void idle_task_exit(void)
5405 {
5406         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5407
5408         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5409
5410         if (mm != &init_mm) {
5411                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5412                 finish_arch_post_lock_switch();
5413         }
5414         mmdrop(mm);
5415 }
5416
5417 /*
5418  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5419  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5420  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5421  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5422  * calculation.
5423  *
5424  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5425  */
5426 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5427 {
5428         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5429         if (delta)
5430                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5431 }
5432
5433 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5434 {
5435 }
5436
5437 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5438         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5439 };
5440
5441 static struct task_struct fake_task = {
5442         /*
5443          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5444          */
5445         .prio = MAX_PRIO + 1,
5446         .sched_class = &fake_sched_class,
5447 };
5448
5449 /*
5450  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5451  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5452  *
5453  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5454  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5455  * because of lock validation efforts.
5456  */
5457 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5458 {
5459         struct rq *rq = dead_rq;
5460         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5461         struct rq_flags orf = *rf;
5462         int dest_cpu;
5463
5464         /*
5465          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5466          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5467          *
5468          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5469          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5470          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5471          * done here.
5472          */
5473         rq->stop = NULL;
5474
5475         /*
5476          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5477          * class method both need to have an up-to-date
5478          * value of rq->clock[_task]
5479          */
5480         update_rq_clock(rq);
5481
5482         for (;;) {
5483                 /*
5484                  * There's this thread running, bail when that's the only
5485                  * remaining thread:
5486                  */
5487                 if (rq->nr_running == 1)
5488                         break;
5489
5490                 /*
5491                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5492                  */
5493                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5494                 BUG_ON(!next);
5495                 put_prev_task(rq, next);
5496
5497                 /*
5498                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5499                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5500                  * stabilizes the mask.
5501                  *
5502                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5503                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5504                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5505                  */
5506                 rq_unlock(rq, rf);
5507                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5508                 rq_relock(rq, rf);
5509
5510                 /*
5511                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5512                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5513                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5514                  */
5515                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5516                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5517                         continue;
5518                 }
5519
5520                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5521                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5522                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5523                 if (rq != dead_rq) {
5524                         rq_unlock(rq, rf);
5525                         rq = dead_rq;
5526                         *rf = orf;
5527                         rq_relock(rq, rf);
5528                 }
5529                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5530         }
5531
5532         rq->stop = stop;
5533 }
5534 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5535
5536 void set_rq_online(struct rq *rq)
5537 {
5538         if (!rq->online) {
5539                 const struct sched_class *class;
5540
5541                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5542                 rq->online = 1;
5543
5544                 for_each_class(class) {
5545                         if (class->rq_online)
5546                                 class->rq_online(rq);
5547                 }
5548         }
5549 }
5550
5551 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5552 {
5553         if (rq->online) {
5554                 const struct sched_class *class;
5555
5556                 for_each_class(class) {
5557                         if (class->rq_offline)
5558                                 class->rq_offline(rq);
5559                 }
5560
5561                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5562                 rq->online = 0;
5563         }
5564 }
5565
5566 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5567 {
5568         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5569
5570         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5571 }
5572
5573 /*
5574  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5575  */
5576 static int num_cpus_frozen;
5577
5578 /*
5579  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5580  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5581  * around partition_sched_domains().
5582  *
5583  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5584  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5585  */
5586 static void cpuset_cpu_active(void)
5587 {
5588         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5589                 /*
5590                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5591                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5592                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5593                  * domain, ignoring cpusets.
5594                  */
5595                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5596                 if (--num_cpus_frozen)
5597                         return;
5598                 /*
5599                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5600                  * restore the original sched domains by considering the
5601                  * cpuset configurations.
5602                  */
5603                 cpuset_force_rebuild();
5604         }
5605         cpuset_update_active_cpus();
5606 }
5607
5608 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5609 {
5610         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5611                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5612                         return -EBUSY;
5613                 cpuset_update_active_cpus();
5614         } else {
5615                 num_cpus_frozen++;
5616                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5617         }
5618         return 0;
5619 }
5620
5621 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5622 {
5623         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5624         struct rq_flags rf;
5625
5626         set_cpu_active(cpu, true);
5627
5628         if (sched_smp_initialized) {
5629                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5630                 cpuset_cpu_active();
5631         }
5632
5633         /*
5634          * Put the rq online, if not already. This happens:
5635          *
5636          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5637          *    after all CPUs have been brought up.
5638          *
5639          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5640          *    domains.
5641          */
5642         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5643         if (rq->rd) {
5644                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5645                 set_rq_online(rq);
5646         }
5647         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5648
5649         update_max_interval();
5650
5651         return 0;
5652 }
5653
5654 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5655 {
5656         int ret;
5657
5658         set_cpu_active(cpu, false);
5659         /*
5660          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5661          * users of this state to go away such that all new such users will
5662          * observe it.
5663          *
5664          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5665          */
5666         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5667
5668         if (!sched_smp_initialized)
5669                 return 0;
5670
5671         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5672         if (ret) {
5673                 set_cpu_active(cpu, true);
5674                 return ret;
5675         }
5676         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5677         return 0;
5678 }
5679
5680 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5681 {
5682         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5683
5684         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5685         update_max_interval();
5686 }
5687
5688 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5689 {
5690         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5691         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5692         return 0;
5693 }
5694
5695 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5696 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5697 {
5698         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5699         struct rq_flags rf;
5700
5701         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5702         sched_ttwu_pending();
5703
5704         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5705         if (rq->rd) {
5706                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5707                 set_rq_offline(rq);
5708         }
5709         migrate_tasks(rq, &rf);
5710         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5711         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5712
5713         calc_load_migrate(rq);
5714         update_max_interval();
5715         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5716         hrtick_clear(rq);
5717         return 0;
5718 }
5719 #endif
5720
5721 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5722 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5723
5724 static void sched_init_smt(void)
5725 {
5726         /*
5727          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5728          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5729          */
5730         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5731                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5732 }
5733 #else
5734 static inline void sched_init_smt(void) { }
5735 #endif
5736
5737 void __init sched_init_smp(void)
5738 {
5739         sched_init_numa();
5740
5741         /*
5742          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5743          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5744          * happen.
5745          */
5746         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5747         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5748         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5749
5750         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5751         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
5752                 BUG();
5753         sched_init_granularity();
5754
5755         init_sched_rt_class();
5756         init_sched_dl_class();
5757
5758         sched_init_smt();
5759
5760         sched_smp_initialized = true;
5761 }
5762
5763 static int __init migration_init(void)
5764 {
5765         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5766         return 0;
5767 }
5768 early_initcall(migration_init);
5769
5770 #else
5771 void __init sched_init_smp(void)
5772 {
5773         sched_init_granularity();
5774 }
5775 #endif /* CONFIG_SMP */
5776
5777 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5778 {
5779         return in_lock_functions(addr) ||
5780                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5781                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5782 }
5783
5784 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5785 /*
5786  * Default task group.
5787  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5788  */
5789 struct task_group root_task_group;
5790 LIST_HEAD(task_groups);
5791
5792 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5793 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5794 #endif
5795
5796 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5797 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5798
5799 void __init sched_init(void)
5800 {
5801         int i, j;
5802         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5803
5804         sched_clock_init();
5805         wait_bit_init();
5806
5807 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5808         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5809 #endif
5810 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5811         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5812 #endif
5813         if (alloc_size) {
5814                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5815
5816 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5817                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5818                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5819
5820                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5821                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5822
5823 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5824 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5825                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5826                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5827
5828                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5829                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5830
5831 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5832         }
5833 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5834         for_each_possible_cpu(i) {
5835                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5836                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5837                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5838                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5839         }
5840 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5841
5842         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5843         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5844
5845 #ifdef CONFIG_SMP
5846         init_defrootdomain();
5847 #endif
5848
5849 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5850         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
5851                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
5852 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5853
5854 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5855         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
5856
5857         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
5858         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
5859         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
5860         autogroup_init(&init_task);
5861 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
5862
5863         for_each_possible_cpu(i) {
5864                 struct rq *rq;
5865
5866                 rq = cpu_rq(i);
5867                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
5868                 rq->nr_running = 0;
5869                 rq->calc_load_active = 0;
5870                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5871                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
5872                 init_rt_rq(&rq->rt);
5873                 init_dl_rq(&rq->dl);
5874 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5875                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
5876                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
5877                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
5878                 /*
5879                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
5880                  *
5881                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
5882                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
5883                  * system CPU resource is divided among the tasks of
5884                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
5885                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
5886                  * (se->load.weight).
5887                  *
5888                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
5889                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
5890                  * then A0's share of the CPU resource is:
5891                  *
5892                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
5893                  *
5894                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
5895                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
5896                  */
5897                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
5898                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
5899 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5900
5901                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
5902 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5903                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
5904 #endif
5905
5906                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
5907                         rq->cpu_load[j] = 0;
5908
5909 #ifdef CONFIG_SMP
5910                 rq->sd = NULL;
5911                 rq->rd = NULL;
5912                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5913                 rq->balance_callback = NULL;
5914                 rq->active_balance = 0;
5915                 rq->next_balance = jiffies;
5916                 rq->push_cpu = 0;
5917                 rq->cpu = i;
5918                 rq->online = 0;
5919                 rq->idle_stamp = 0;
5920                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
5921                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
5922
5923                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
5924
5925                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
5926 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5927                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
5928                 rq->nohz_flags = 0;
5929 #endif
5930 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5931                 rq->last_sched_tick = 0;
5932 #endif
5933 #endif /* CONFIG_SMP */
5934                 init_rq_hrtick(rq);
5935                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
5936         }
5937
5938         set_load_weight(&init_task, false);
5939
5940         /*
5941          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
5942          */
5943         mmgrab(&init_mm);
5944         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
5945
5946         /*
5947          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
5948          * called from this thread, however somewhere below it might be,
5949          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
5950          * when this runqueue becomes "idle".
5951          */
5952         init_idle(current, smp_processor_id());
5953
5954         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5955
5956 #ifdef CONFIG_SMP
5957         idle_thread_set_boot_cpu();
5958         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
5959 #endif
5960         init_sched_fair_class();
5961
5962         init_schedstats();
5963
5964         scheduler_running = 1;
5965 }
5966
5967 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5968 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
5969 {
5970         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
5971
5972         return (nested == preempt_offset);
5973 }
5974
5975 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5976 {
5977         /*
5978          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
5979          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
5980          * otherwise we will destroy state.
5981          */
5982         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
5983                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
5984                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
5985                         current->state,
5986                         (void *)current->task_state_change,
5987                         (void *)current->task_state_change);
5988
5989         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
5990 }
5991 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
5992
5993 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5994 {
5995         /* Ratelimiting timestamp: */
5996         static unsigned long prev_jiffy;
5997
5998         unsigned long preempt_disable_ip;
5999
6000         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6001         rcu_sleep_check();
6002
6003         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6004              !is_idle_task(current)) ||
6005             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6006             oops_in_progress)
6007                 return;
6008
6009         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6010                 return;
6011         prev_jiffy = jiffies;
6012
6013         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6014         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6015
6016         printk(KERN_ERR
6017                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6018                         file, line);
6019         printk(KERN_ERR
6020                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6021                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6022                         current->pid, current->comm);
6023
6024         if (task_stack_end_corrupted(current))
6025                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6026
6027         debug_show_held_locks(current);
6028         if (irqs_disabled())
6029                 print_irqtrace_events(current);
6030         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6031             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6032                 pr_err("Preemption disabled at:");
6033                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6034                 pr_cont("\n");
6035         }
6036         dump_stack();
6037         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6038 }
6039 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6040 #endif
6041
6042 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6043 void normalize_rt_tasks(void)
6044 {
6045         struct task_struct *g, *p;
6046         struct sched_attr attr = {
6047                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6048         };
6049
6050         read_lock(&tasklist_lock);
6051         for_each_process_thread(g, p) {
6052                 /*
6053                  * Only normalize user tasks:
6054                  */
6055                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6056                         continue;
6057
6058                 p->se.exec_start = 0;
6059                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6060                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6061                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6062
6063                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6064                         /*
6065                          * Renice negative nice level userspace
6066                          * tasks back to 0:
6067                          */
6068                         if (task_nice(p) < 0)
6069                                 set_user_nice(p, 0);
6070                         continue;
6071                 }
6072
6073                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6074         }
6075         read_unlock(&tasklist_lock);
6076 }
6077
6078 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6079
6080 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6081 /*
6082  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6083  *
6084  * They can only be called when the whole system has been
6085  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6086  * activity can take place. Using them for anything else would
6087  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6088  * under any other configuration.
6089  */
6090
6091 /**
6092  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6093  * @cpu: the processor in question.
6094  *
6095  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6096  *
6097  * Return: The current task for @cpu.
6098  */
6099 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6100 {
6101         return cpu_curr(cpu);
6102 }
6103
6104 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6105
6106 #ifdef CONFIG_IA64
6107 /**
6108  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6109  * @cpu: the processor in question.
6110  * @p: the task pointer to set.
6111  *
6112  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6113  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6114  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6115  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6116  * and caller must save the original value of the current task (see
6117  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6118  * re-starting the system.
6119  *
6120  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6121  */
6122 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6123 {
6124         cpu_curr(cpu) = p;
6125 }
6126
6127 #endif
6128
6129 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6130 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6131 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6132
6133 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6134 {
6135         free_fair_sched_group(tg);
6136         free_rt_sched_group(tg);
6137         autogroup_free(tg);
6138         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6139 }
6140
6141 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6142 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6143 {
6144         struct task_group *tg;
6145
6146         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6147         if (!tg)
6148                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6149
6150         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6151                 goto err;
6152
6153         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6154                 goto err;
6155
6156         return tg;
6157
6158 err:
6159         sched_free_group(tg);
6160         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6161 }
6162
6163 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6164 {
6165         unsigned long flags;
6166
6167         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6168         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6169
6170         /* Root should already exist: */
6171         WARN_ON(!parent);
6172
6173         tg->parent = parent;
6174         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6175         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6176         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6177
6178         online_fair_sched_group(tg);
6179 }
6180
6181 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6182 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6183 {
6184         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6185         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6186 }
6187
6188 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6189 {
6190         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6191         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6192 }
6193
6194 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6195 {
6196         unsigned long flags;
6197
6198         /* End participation in shares distribution: */
6199         unregister_fair_sched_group(tg);
6200
6201         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6202         list_del_rcu(&tg->list);
6203         list_del_rcu(&tg->siblings);
6204         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6205 }
6206
6207 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6208 {
6209         struct task_group *tg;
6210
6211         /*
6212          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6213          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6214          * to prevent lockdep warnings.
6215          */
6216         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6217                           struct task_group, css);
6218         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6219         tsk->sched_task_group = tg;
6220
6221 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6222         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6223                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6224         else
6225 #endif
6226                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6227 }
6228
6229 /*
6230  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6231  *
6232  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6233  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6234  * its new group.
6235  */
6236 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6237 {
6238         int queued, running, queue_flags =
6239                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6240         struct rq_flags rf;
6241         struct rq *rq;
6242
6243         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6244         update_rq_clock(rq);
6245
6246         running = task_current(rq, tsk);
6247         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6248
6249         if (queued)
6250                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6251         if (running)
6252                 put_prev_task(rq, tsk);
6253
6254         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6255
6256         if (queued)
6257                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6258         if (running)
6259                 set_curr_task(rq, tsk);
6260
6261         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6262 }
6263
6264 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6265 {
6266         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6267 }
6268
6269 static struct cgroup_subsys_state *
6270 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6271 {
6272         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6273         struct task_group *tg;
6274
6275         if (!parent) {
6276                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6277                 return &root_task_group.css;
6278         }
6279
6280         tg = sched_create_group(parent);
6281         if (IS_ERR(tg))
6282                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6283
6284         return &tg->css;
6285 }
6286
6287 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6288 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6289 {
6290         struct task_group *tg = css_tg(css);
6291         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6292
6293         if (parent)
6294                 sched_online_group(tg, parent);
6295         return 0;
6296 }
6297
6298 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6299 {
6300         struct task_group *tg = css_tg(css);
6301
6302         sched_offline_group(tg);
6303 }
6304
6305 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6306 {
6307         struct task_group *tg = css_tg(css);
6308
6309         /*
6310          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6311          */
6312         sched_free_group(tg);
6313 }
6314
6315 /*
6316  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6317  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6318  */
6319 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6320 {
6321         struct rq_flags rf;
6322         struct rq *rq;
6323
6324         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6325
6326         update_rq_clock(rq);
6327         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6328
6329         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6330 }
6331
6332 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6333 {
6334         struct task_struct *task;
6335         struct cgroup_subsys_state *css;
6336         int ret = 0;
6337
6338         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6339 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6340                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6341                         return -EINVAL;
6342 #else
6343                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6344                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6345                         return -EINVAL;
6346 #endif
6347                 /*
6348                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6349                  * running, we're sure to observe its full state.
6350                  */
6351                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6352                 /*
6353                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6354                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6355                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6356                  */
6357                 if (task->state == TASK_NEW)
6358                         ret = -EINVAL;
6359                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6360
6361                 if (ret)
6362                         break;
6363         }
6364         return ret;
6365 }
6366
6367 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6368 {
6369         struct task_struct *task;
6370         struct cgroup_subsys_state *css;
6371
6372         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6373                 sched_move_task(task);
6374 }
6375
6376 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6377 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6378                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6379 {
6380         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6381 }
6382
6383 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6384                                struct cftype *cft)
6385 {
6386         struct task_group *tg = css_tg(css);
6387
6388         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6389 }
6390
6391 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6392 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6393
6394 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6395 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6396
6397 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6398
6399 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6400 {
6401         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6402         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6403
6404         if (tg == &root_task_group)
6405                 return -EINVAL;
6406
6407         /*
6408          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6409          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6410          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6411          */
6412         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6413                 return -EINVAL;
6414
6415         /*
6416          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6417          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6418          * feasibility.
6419          */
6420         if (period > max_cfs_quota_period)
6421                 return -EINVAL;
6422
6423         /*
6424          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6425          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6426          */
6427         get_online_cpus();
6428         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6429         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6430         if (ret)
6431                 goto out_unlock;
6432
6433         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6434         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6435         /*
6436          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6437          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6438          */
6439         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6440                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6441         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6442         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6443         cfs_b->quota = quota;
6444
6445         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6446
6447         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6448         if (runtime_enabled)
6449                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6450
6451         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6452
6453         for_each_online_cpu(i) {
6454                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6455                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6456                 struct rq_flags rf;
6457
6458                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6459                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6460                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6461
6462                 if (cfs_rq->throttled)
6463                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6464                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6465         }
6466         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6467                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6468 out_unlock:
6469         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6470         put_online_cpus();
6471
6472         return ret;
6473 }
6474
6475 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6476 {
6477         u64 quota, period;
6478
6479         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6480         if (cfs_quota_us < 0)
6481                 quota = RUNTIME_INF;
6482         else
6483                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6484
6485         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6486 }
6487
6488 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6489 {
6490         u64 quota_us;
6491
6492         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6493                 return -1;
6494
6495         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6496         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6497
6498         return quota_us;
6499 }
6500
6501 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6502 {
6503         u64 quota, period;
6504
6505         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6506         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6507
6508         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6509 }
6510
6511 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6512 {
6513         u64 cfs_period_us;
6514
6515         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6516         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6517
6518         return cfs_period_us;
6519 }
6520
6521 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6522                                   struct cftype *cft)
6523 {
6524         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6525 }
6526
6527 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6528                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6529 {
6530         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6531 }
6532
6533 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6534                                    struct cftype *cft)
6535 {
6536         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6537 }
6538
6539 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6540                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6541 {
6542         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6543 }
6544
6545 struct cfs_schedulable_data {
6546         struct task_group *tg;
6547         u64 period, quota;
6548 };
6549
6550 /*
6551  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6552  * note: units are usecs
6553  */
6554 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6555                                struct cfs_schedulable_data *d)
6556 {
6557         u64 quota, period;
6558
6559         if (tg == d->tg) {
6560                 period = d->period;
6561                 quota = d->quota;
6562         } else {
6563                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6564                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6565         }
6566
6567         /* note: these should typically be equivalent */
6568         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6569                 return RUNTIME_INF;
6570
6571         return to_ratio(period, quota);
6572 }
6573
6574 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6575 {
6576         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6577         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6578         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6579
6580         if (!tg->parent) {
6581                 quota = RUNTIME_INF;
6582         } else {
6583                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6584
6585                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6586                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6587
6588                 /*
6589                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
6590                  * limit is set:
6591                  */
6592                 if (quota == RUNTIME_INF)
6593                         quota = parent_quota;
6594                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6595                         return -EINVAL;
6596         }
6597         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6598
6599         return 0;
6600 }
6601
6602 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6603 {
6604         int ret;
6605         struct cfs_schedulable_data data = {
6606                 .tg = tg,
6607                 .period = period,
6608                 .quota = quota,
6609         };
6610
6611         if (quota != RUNTIME_INF) {
6612                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6613                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6614         }
6615
6616         rcu_read_lock();
6617         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6618         rcu_read_unlock();
6619
6620         return ret;
6621 }
6622
6623 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
6624 {
6625         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6626         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6627
6628         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6629         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6630         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6631
6632         return 0;
6633 }
6634 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6635 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6636
6637 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6638 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6639                                 struct cftype *cft, s64 val)
6640 {
6641         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6642 }
6643
6644 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6645                                struct cftype *cft)
6646 {
6647         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6648 }
6649
6650 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6651                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6652 {
6653         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6654 }
6655
6656 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6657                                    struct cftype *cft)
6658 {
6659         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6660 }
6661 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6662
6663 static struct cftype cpu_files[] = {
6664 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6665         {
6666                 .name = "shares",
6667                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6668                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6669         },
6670 #endif
6671 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6672         {
6673                 .name = "cfs_quota_us",
6674                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6675                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6676         },
6677         {
6678                 .name = "cfs_period_us",
6679                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6680                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6681         },
6682         {
6683                 .name = "stat",
6684                 .seq_show = cpu_stats_show,
6685         },
6686 #endif
6687 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6688         {
6689                 .name = "rt_runtime_us",
6690                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6691                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6692         },
6693         {
6694                 .name = "rt_period_us",
6695                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6696                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6697         },
6698 #endif
6699         { }     /* Terminate */
6700 };
6701
6702 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
6703         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
6704         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
6705         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
6706         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
6707         .fork           = cpu_cgroup_fork,
6708         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
6709         .attach         = cpu_cgroup_attach,
6710         .legacy_cftypes = cpu_files,
6711         .early_init     = true,
6712 };
6713
6714 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6715
6716 void dump_cpu_task(int cpu)
6717 {
6718         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
6719         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
6720 }
6721
6722 /*
6723  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
6724  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
6725  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
6726  * that remained on nice 0.
6727  *
6728  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
6729  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
6730  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
6731  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
6732  * the relative distance between them is ~25%.)
6733  */
6734 const int sched_prio_to_weight[40] = {
6735  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
6736  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
6737  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
6738  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
6739  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
6740  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
6741  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
6742  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
6743 };
6744
6745 /*
6746  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
6747  *
6748  * In cases where the weight does not change often, we can use the
6749  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
6750  * into multiplications:
6751  */
6752 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
6753  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
6754  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
6755  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
6756  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
6757  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
6758  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
6759  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
6760  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
6761 };