]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag 'driver-core-4.13-rc5' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/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
30 #include <asm/switch_to.h>
31 #include <asm/tlb.h>
32 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
33 #include <asm/paravirt.h>
34 #endif
35
36 #include "sched.h"
37 #include "../workqueue_internal.h"
38 #include "../smpboot.h"
39
40 #define CREATE_TRACE_POINTS
41 #include <trace/events/sched.h>
42
43 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
44
45 /*
46  * Debugging: various feature bits
47  */
48
49 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
50         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
51
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55
56 #undef SCHED_FEAT
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we average the RT time consumption, measured
66  * in ms.
67  *
68  * default: 1s
69  */
70 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
71
72 /*
73  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
74  * default: 1s
75  */
76 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
77
78 __read_mostly int scheduler_running;
79
80 /*
81  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
82  * default: 0.95s
83  */
84 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
85
86 /* CPUs with isolated domains */
87 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
88
89 /*
90  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
91  */
92 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
93         __acquires(rq->lock)
94 {
95         struct rq *rq;
96
97         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
98
99         for (;;) {
100                 rq = task_rq(p);
101                 raw_spin_lock(&rq->lock);
102                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
103                         rq_pin_lock(rq, rf);
104                         return rq;
105                 }
106                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
107
108                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
109                         cpu_relax();
110         }
111 }
112
113 /*
114  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
115  */
116 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
117         __acquires(p->pi_lock)
118         __acquires(rq->lock)
119 {
120         struct rq *rq;
121
122         for (;;) {
123                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
124                 rq = task_rq(p);
125                 raw_spin_lock(&rq->lock);
126                 /*
127                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
128                  *
129                  *      ACQUIRE (rq->lock)
130                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
131                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
132                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
133                  *                                      [L] ->on_rq
134                  *      RELEASE (rq->lock)
135                  *
136                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
137                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
138                  *
139                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
140                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
141                  */
142                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
143                         rq_pin_lock(rq, rf);
144                         return rq;
145                 }
146                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
147                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
148
149                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
150                         cpu_relax();
151         }
152 }
153
154 /*
155  * RQ-clock updating methods:
156  */
157
158 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
159 {
160 /*
161  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
162  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
163  */
164 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
165         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
168         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
169
170         /*
171          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
172          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
173          * {soft,}irq region.
174          *
175          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
176          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
177          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
178          * monotonic.
179          *
180          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
181          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
182          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
183          * atomic ops.
184          */
185         if (irq_delta > delta)
186                 irq_delta = delta;
187
188         rq->prev_irq_time += irq_delta;
189         delta -= irq_delta;
190 #endif
191 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
192         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
193                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
194                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
195
196                 if (unlikely(steal > delta))
197                         steal = delta;
198
199                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
200                 delta -= steal;
201         }
202 #endif
203
204         rq->clock_task += delta;
205
206 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
207         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
208                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
209 #endif
210 }
211
212 void update_rq_clock(struct rq *rq)
213 {
214         s64 delta;
215
216         lockdep_assert_held(&rq->lock);
217
218         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
219                 return;
220
221 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
222         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
223                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
224         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
225 #endif
226
227         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
228         if (delta < 0)
229                 return;
230         rq->clock += delta;
231         update_rq_clock_task(rq, delta);
232 }
233
234
235 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
236 /*
237  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
238  */
239
240 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
241 {
242         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
243                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
244 }
245
246 /*
247  * High-resolution timer tick.
248  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
249  */
250 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
251 {
252         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
253         struct rq_flags rf;
254
255         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
256
257         rq_lock(rq, &rf);
258         update_rq_clock(rq);
259         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
260         rq_unlock(rq, &rf);
261
262         return HRTIMER_NORESTART;
263 }
264
265 #ifdef CONFIG_SMP
266
267 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
268 {
269         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
270
271         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
272 }
273
274 /*
275  * called from hardirq (IPI) context
276  */
277 static void __hrtick_start(void *arg)
278 {
279         struct rq *rq = arg;
280         struct rq_flags rf;
281
282         rq_lock(rq, &rf);
283         __hrtick_restart(rq);
284         rq->hrtick_csd_pending = 0;
285         rq_unlock(rq, &rf);
286 }
287
288 /*
289  * Called to set the hrtick timer state.
290  *
291  * called with rq->lock held and irqs disabled
292  */
293 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
294 {
295         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
296         ktime_t time;
297         s64 delta;
298
299         /*
300          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
301          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
302          */
303         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
304         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
305
306         hrtimer_set_expires(timer, time);
307
308         if (rq == this_rq()) {
309                 __hrtick_restart(rq);
310         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
311                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
312                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
313         }
314 }
315
316 #else
317 /*
318  * Called to set the hrtick timer state.
319  *
320  * called with rq->lock held and irqs disabled
321  */
322 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
323 {
324         /*
325          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
326          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
327          */
328         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
329         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
330                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
331 }
332 #endif /* CONFIG_SMP */
333
334 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
335 {
336 #ifdef CONFIG_SMP
337         rq->hrtick_csd_pending = 0;
338
339         rq->hrtick_csd.flags = 0;
340         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
341         rq->hrtick_csd.info = rq;
342 #endif
343
344         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
345         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
346 }
347 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
348 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
349 {
350 }
351
352 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
353 {
354 }
355 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
356
357 /*
358  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
359  */
360 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
361         ({                                                              \
362                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
363                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
364                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
365                                                                         \
366                 for (;;) {                                              \
367                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
368                         if (_old == _val)                               \
369                                 break;                                  \
370                         _val = _old;                                    \
371                 }                                                       \
372         _old;                                                           \
373 })
374
375 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
376 /*
377  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
378  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
379  * spurious IPIs.
380  */
381 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
382 {
383         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
384         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
385 }
386
387 /*
388  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
389  *
390  * If this returns true, then the idle task promises to call
391  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
392  */
393 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
394 {
395         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
396         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
397
398         for (;;) {
399                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
400                         return false;
401                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
402                         return true;
403                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
404                 if (old == val)
405                         break;
406                 val = old;
407         }
408         return true;
409 }
410
411 #else
412 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
413 {
414         set_tsk_need_resched(p);
415         return true;
416 }
417
418 #ifdef CONFIG_SMP
419 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
420 {
421         return false;
422 }
423 #endif
424 #endif
425
426 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
427 {
428         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
429
430         /*
431          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
432          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
433          * wakeup due to that.
434          *
435          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
436          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
437          */
438         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
439                 return;
440
441         get_task_struct(task);
442
443         /*
444          * The head is context local, there can be no concurrency.
445          */
446         *head->lastp = node;
447         head->lastp = &node->next;
448 }
449
450 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
451 {
452         struct wake_q_node *node = head->first;
453
454         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
455                 struct task_struct *task;
456
457                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
458                 BUG_ON(!task);
459                 /* Task can safely be re-inserted now: */
460                 node = node->next;
461                 task->wake_q.next = NULL;
462
463                 /*
464                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
465                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
466                  */
467                 wake_up_process(task);
468                 put_task_struct(task);
469         }
470 }
471
472 /*
473  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
474  *
475  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
476  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
477  * the target CPU.
478  */
479 void resched_curr(struct rq *rq)
480 {
481         struct task_struct *curr = rq->curr;
482         int cpu;
483
484         lockdep_assert_held(&rq->lock);
485
486         if (test_tsk_need_resched(curr))
487                 return;
488
489         cpu = cpu_of(rq);
490
491         if (cpu == smp_processor_id()) {
492                 set_tsk_need_resched(curr);
493                 set_preempt_need_resched();
494                 return;
495         }
496
497         if (set_nr_and_not_polling(curr))
498                 smp_send_reschedule(cpu);
499         else
500                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
501 }
502
503 void resched_cpu(int cpu)
504 {
505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
506         unsigned long flags;
507
508         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
509                 return;
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) && is_housekeeping_cpu(cpu))
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) && is_housekeeping_cpu(i)) {
539                                 cpu = i;
540                                 goto unlock;
541                         }
542                 }
543         }
544
545         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
546                 cpu = housekeeping_any_cpu();
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)
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         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
751         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
752 }
753
754 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
755 {
756         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
757                 update_rq_clock(rq);
758
759         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
760                 sched_info_queued(rq, p);
761
762         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
763 }
764
765 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
766 {
767         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
768                 update_rq_clock(rq);
769
770         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
771                 sched_info_dequeued(rq, p);
772
773         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
777 {
778         if (task_contributes_to_load(p))
779                 rq->nr_uninterruptible--;
780
781         enqueue_task(rq, p, flags);
782 }
783
784 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
785 {
786         if (task_contributes_to_load(p))
787                 rq->nr_uninterruptible++;
788
789         dequeue_task(rq, p, flags);
790 }
791
792 /*
793  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
794  */
795 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
796 {
797         return p->static_prio;
798 }
799
800 /*
801  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
802  * without taking RT-inheritance into account. Might be
803  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
804  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
805  * estimator recalculates.
806  */
807 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
808 {
809         int prio;
810
811         if (task_has_dl_policy(p))
812                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
813         else if (task_has_rt_policy(p))
814                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
815         else
816                 prio = __normal_prio(p);
817         return prio;
818 }
819
820 /*
821  * Calculate the current priority, i.e. the priority
822  * taken into account by the scheduler. This value might
823  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
824  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
825  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
826  */
827 static int effective_prio(struct task_struct *p)
828 {
829         p->normal_prio = normal_prio(p);
830         /*
831          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
832          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
833          * to the normal priority:
834          */
835         if (!rt_prio(p->prio))
836                 return p->normal_prio;
837         return p->prio;
838 }
839
840 /**
841  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
842  * @p: the task in question.
843  *
844  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
845  */
846 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
847 {
848         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
849 }
850
851 /*
852  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
853  * use the balance_callback list if you want balancing.
854  *
855  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
856  * balance_callback().
857  */
858 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
859                                        const struct sched_class *prev_class,
860                                        int oldprio)
861 {
862         if (prev_class != p->sched_class) {
863                 if (prev_class->switched_from)
864                         prev_class->switched_from(rq, p);
865
866                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
867         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
868                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
869 }
870
871 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
872 {
873         const struct sched_class *class;
874
875         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
876                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
877         } else {
878                 for_each_class(class) {
879                         if (class == rq->curr->sched_class)
880                                 break;
881                         if (class == p->sched_class) {
882                                 resched_curr(rq);
883                                 break;
884                         }
885                 }
886         }
887
888         /*
889          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
890          * this case, we can save a useless back to back clock update.
891          */
892         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
893                 rq_clock_skip_update(rq, true);
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_SMP
897 /*
898  * This is how migration works:
899  *
900  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
901  *    stop_one_cpu().
902  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
903  *    off the CPU)
904  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
905  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
906  *    it and puts it into the right queue.
907  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
908  *    is done.
909  */
910
911 /*
912  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
913  *
914  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
915  */
916 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
917                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
918 {
919         lockdep_assert_held(&rq->lock);
920
921         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
922         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
923         set_task_cpu(p, new_cpu);
924         rq_unlock(rq, rf);
925
926         rq = cpu_rq(new_cpu);
927
928         rq_lock(rq, rf);
929         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
930         enqueue_task(rq, p, 0);
931         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
932         check_preempt_curr(rq, p, 0);
933
934         return rq;
935 }
936
937 struct migration_arg {
938         struct task_struct *task;
939         int dest_cpu;
940 };
941
942 /*
943  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
944  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
945  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
946  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
947  *
948  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
949  * as the task is no longer on this CPU.
950  */
951 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
952                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
953 {
954         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
955                 return rq;
956
957         /* Affinity changed (again). */
958         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
959                 return rq;
960
961         update_rq_clock(rq);
962         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
963
964         return rq;
965 }
966
967 /*
968  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
969  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
970  * 'pushing' onto another runqueue.
971  */
972 static int migration_cpu_stop(void *data)
973 {
974         struct migration_arg *arg = data;
975         struct task_struct *p = arg->task;
976         struct rq *rq = this_rq();
977         struct rq_flags rf;
978
979         /*
980          * The original target CPU might have gone down and we might
981          * be on another CPU but it doesn't matter.
982          */
983         local_irq_disable();
984         /*
985          * We need to explicitly wake pending tasks before running
986          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
987          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
988          */
989         sched_ttwu_pending();
990
991         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
992         rq_lock(rq, &rf);
993         /*
994          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
995          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
996          * we're holding p->pi_lock.
997          */
998         if (task_rq(p) == rq) {
999                 if (task_on_rq_queued(p))
1000                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1001                 else
1002                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1003         }
1004         rq_unlock(rq, &rf);
1005         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1006
1007         local_irq_enable();
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1013  * actually call this function.
1014  */
1015 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1016 {
1017         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1018         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1019 }
1020
1021 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1022 {
1023         struct rq *rq = task_rq(p);
1024         bool queued, running;
1025
1026         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1027
1028         queued = task_on_rq_queued(p);
1029         running = task_current(rq, p);
1030
1031         if (queued) {
1032                 /*
1033                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1034                  * holding rq->lock.
1035                  */
1036                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1037                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1038         }
1039         if (running)
1040                 put_prev_task(rq, p);
1041
1042         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1043
1044         if (queued)
1045                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1046         if (running)
1047                 set_curr_task(rq, p);
1048 }
1049
1050 /*
1051  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1052  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1053  * is removed from the allowed bitmask.
1054  *
1055  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1056  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1057  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1058  */
1059 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1060                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1061 {
1062         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1063         unsigned int dest_cpu;
1064         struct rq_flags rf;
1065         struct rq *rq;
1066         int ret = 0;
1067
1068         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1069         update_rq_clock(rq);
1070
1071         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1072                 /*
1073                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1074                  */
1075                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1076         }
1077
1078         /*
1079          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1080          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1081          */
1082         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1083                 ret = -EINVAL;
1084                 goto out;
1085         }
1086
1087         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1088                 goto out;
1089
1090         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1091                 ret = -EINVAL;
1092                 goto out;
1093         }
1094
1095         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1096
1097         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1098                 /*
1099                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1100                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1101                  */
1102                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1103                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1104                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1105         }
1106
1107         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1108         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1109                 goto out;
1110
1111         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1112         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1113                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1114                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1115                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1116                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1117                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1118                 return 0;
1119         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1120                 /*
1121                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1122                  * afterwards anyway.
1123                  */
1124                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1125         }
1126 out:
1127         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1128
1129         return ret;
1130 }
1131
1132 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1133 {
1134         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1135 }
1136 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1137
1138 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1139 {
1140 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1141         /*
1142          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1143          * ttwu() will sort out the placement.
1144          */
1145         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1146                         !p->on_rq);
1147
1148         /*
1149          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1150          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1151          * time relying on p->on_rq.
1152          */
1153         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1154                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1155                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1156
1157 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1158         /*
1159          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1160          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1161          *
1162          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1163          * see task_group().
1164          *
1165          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1166          * task_rq_lock().
1167          */
1168         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1169                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1170 #endif
1171 #endif
1172
1173         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1174
1175         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1176                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1177                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1178                 p->se.nr_migrations++;
1179                 perf_event_task_migrate(p);
1180         }
1181
1182         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1183 }
1184
1185 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1186 {
1187         if (task_on_rq_queued(p)) {
1188                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1189                 struct rq_flags srf, drf;
1190
1191                 src_rq = task_rq(p);
1192                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1193
1194                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1195                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1196
1197                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1198                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1199                 set_task_cpu(p, cpu);
1200                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1201                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1202                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1203
1204                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1205                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1206
1207         } else {
1208                 /*
1209                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1210                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1211                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1212                  */
1213                 p->wake_cpu = cpu;
1214         }
1215 }
1216
1217 struct migration_swap_arg {
1218         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1219         int src_cpu, dst_cpu;
1220 };
1221
1222 static int migrate_swap_stop(void *data)
1223 {
1224         struct migration_swap_arg *arg = data;
1225         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1226         int ret = -EAGAIN;
1227
1228         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1229                 return -EAGAIN;
1230
1231         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1232         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1233
1234         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1235                         &arg->dst_task->pi_lock);
1236         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1237
1238         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1239                 goto unlock;
1240
1241         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1242                 goto unlock;
1243
1244         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1245                 goto unlock;
1246
1247         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1248                 goto unlock;
1249
1250         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1251         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1252
1253         ret = 0;
1254
1255 unlock:
1256         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1257         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1258         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1259
1260         return ret;
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Cross migrate two tasks
1265  */
1266 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1267 {
1268         struct migration_swap_arg arg;
1269         int ret = -EINVAL;
1270
1271         arg = (struct migration_swap_arg){
1272                 .src_task = cur,
1273                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1274                 .dst_task = p,
1275                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1276         };
1277
1278         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1279                 goto out;
1280
1281         /*
1282          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1283          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1284          */
1285         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1286                 goto out;
1287
1288         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1289                 goto out;
1290
1291         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1292                 goto out;
1293
1294         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1295         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1296
1297 out:
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1303  *
1304  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1305  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1306  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1307  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1308  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1309  * @p has remained unscheduled the whole time.
1310  *
1311  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1312  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1313  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1314  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1315  * waiting to become inactive.
1316  */
1317 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1318 {
1319         int running, queued;
1320         struct rq_flags rf;
1321         unsigned long ncsw;
1322         struct rq *rq;
1323
1324         for (;;) {
1325                 /*
1326                  * We do the initial early heuristics without holding
1327                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1328                  * the runqueue lock when things look like they will
1329                  * work out!
1330                  */
1331                 rq = task_rq(p);
1332
1333                 /*
1334                  * If the task is actively running on another CPU
1335                  * still, just relax and busy-wait without holding
1336                  * any locks.
1337                  *
1338                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1339                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1340                  * But we don't care, since "task_running()" will
1341                  * return false if the runqueue has changed and p
1342                  * is actually now running somewhere else!
1343                  */
1344                 while (task_running(rq, p)) {
1345                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1346                                 return 0;
1347                         cpu_relax();
1348                 }
1349
1350                 /*
1351                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1352                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1353                  * just go back and repeat.
1354                  */
1355                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1356                 trace_sched_wait_task(p);
1357                 running = task_running(rq, p);
1358                 queued = task_on_rq_queued(p);
1359                 ncsw = 0;
1360                 if (!match_state || p->state == match_state)
1361                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1362                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1363
1364                 /*
1365                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1366                  */
1367                 if (unlikely(!ncsw))
1368                         break;
1369
1370                 /*
1371                  * Was it really running after all now that we
1372                  * checked with the proper locks actually held?
1373                  *
1374                  * Oops. Go back and try again..
1375                  */
1376                 if (unlikely(running)) {
1377                         cpu_relax();
1378                         continue;
1379                 }
1380
1381                 /*
1382                  * It's not enough that it's not actively running,
1383                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1384                  * preempted!
1385                  *
1386                  * So if it was still runnable (but just not actively
1387                  * running right now), it's preempted, and we should
1388                  * yield - it could be a while.
1389                  */
1390                 if (unlikely(queued)) {
1391                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1392
1393                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1394                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1395                         continue;
1396                 }
1397
1398                 /*
1399                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1400                  * runnable, which means that it will never become
1401                  * running in the future either. We're all done!
1402                  */
1403                 break;
1404         }
1405
1406         return ncsw;
1407 }
1408
1409 /***
1410  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1411  * @p: the to-be-kicked thread
1412  *
1413  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1414  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1415  *
1416  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1417  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1418  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1419  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1420  * achieved as well.
1421  */
1422 void kick_process(struct task_struct *p)
1423 {
1424         int cpu;
1425
1426         preempt_disable();
1427         cpu = task_cpu(p);
1428         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1429                 smp_send_reschedule(cpu);
1430         preempt_enable();
1431 }
1432 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1433
1434 /*
1435  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1436  *
1437  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1438  *
1439  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1440  *
1441  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1442  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1443  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1444  *    see it.
1445  *
1446  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1447  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1448  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1449  *    off.
1450  *
1451  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1452  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1453  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1454  * to satisfy the above rules.
1455  */
1456 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1457 {
1458         int nid = cpu_to_node(cpu);
1459         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1460         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1461         int dest_cpu;
1462
1463         /*
1464          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1465          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1466          * select the CPU on the other node.
1467          */
1468         if (nid != -1) {
1469                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1470
1471                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1472                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1473                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1474                                 continue;
1475                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1476                                 return dest_cpu;
1477                 }
1478         }
1479
1480         for (;;) {
1481                 /* Any allowed, online CPU? */
1482                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1483                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1484                                 continue;
1485                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1486                                 continue;
1487                         goto out;
1488                 }
1489
1490                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1491                 switch (state) {
1492                 case cpuset:
1493                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1494                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1495                                 state = possible;
1496                                 break;
1497                         }
1498                         /* Fall-through */
1499                 case possible:
1500                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1501                         state = fail;
1502                         break;
1503
1504                 case fail:
1505                         BUG();
1506                         break;
1507                 }
1508         }
1509
1510 out:
1511         if (state != cpuset) {
1512                 /*
1513                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1514                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1515                  * leave kernel.
1516                  */
1517                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1518                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1519                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1520                 }
1521         }
1522
1523         return dest_cpu;
1524 }
1525
1526 /*
1527  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1528  */
1529 static inline
1530 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1531 {
1532         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1533
1534         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1535                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1536         else
1537                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1538
1539         /*
1540          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1541          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1542          * CPU.
1543          *
1544          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1545          *
1546          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1547          *   not worry about this generic constraint ]
1548          */
1549         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1550                      !cpu_online(cpu)))
1551                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1552
1553         return cpu;
1554 }
1555
1556 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1557 {
1558         s64 diff = sample - *avg;
1559         *avg += diff >> 3;
1560 }
1561
1562 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1563 {
1564         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1565         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1566
1567         if (stop) {
1568                 /*
1569                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1570                  * userspace knows about and won't get confused about.
1571                  *
1572                  * Also, it will make PI more or less work without too
1573                  * much confusion -- but then, stop work should not
1574                  * rely on PI working anyway.
1575                  */
1576                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1577
1578                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1579         }
1580
1581         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1582
1583         if (old_stop) {
1584                 /*
1585                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1586                  * it can die in pieces.
1587                  */
1588                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1589         }
1590 }
1591
1592 #else
1593
1594 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1595                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1596 {
1597         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1598 }
1599
1600 #endif /* CONFIG_SMP */
1601
1602 static void
1603 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1604 {
1605         struct rq *rq;
1606
1607         if (!schedstat_enabled())
1608                 return;
1609
1610         rq = this_rq();
1611
1612 #ifdef CONFIG_SMP
1613         if (cpu == rq->cpu) {
1614                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1615                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1616         } else {
1617                 struct sched_domain *sd;
1618
1619                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1620                 rcu_read_lock();
1621                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1622                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1623                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1624                                 break;
1625                         }
1626                 }
1627                 rcu_read_unlock();
1628         }
1629
1630         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1631                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1632 #endif /* CONFIG_SMP */
1633
1634         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1635         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1636
1637         if (wake_flags & WF_SYNC)
1638                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1639 }
1640
1641 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1642 {
1643         activate_task(rq, p, en_flags);
1644         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1645
1646         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1647         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1648                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1653  */
1654 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1655                            struct rq_flags *rf)
1656 {
1657         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1658         p->state = TASK_RUNNING;
1659         trace_sched_wakeup(p);
1660
1661 #ifdef CONFIG_SMP
1662         if (p->sched_class->task_woken) {
1663                 /*
1664                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1665                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1666                  */
1667                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1668                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1669                 rq_repin_lock(rq, rf);
1670         }
1671
1672         if (rq->idle_stamp) {
1673                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1674                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1675
1676                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1677
1678                 if (rq->avg_idle > max)
1679                         rq->avg_idle = max;
1680
1681                 rq->idle_stamp = 0;
1682         }
1683 #endif
1684 }
1685
1686 static void
1687 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1688                  struct rq_flags *rf)
1689 {
1690         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1691
1692         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1693
1694 #ifdef CONFIG_SMP
1695         if (p->sched_contributes_to_load)
1696                 rq->nr_uninterruptible--;
1697
1698         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1699                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1700 #endif
1701
1702         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1703         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1704 }
1705
1706 /*
1707  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1708  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1709  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1710  * the task is still ->on_rq.
1711  */
1712 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1713 {
1714         struct rq_flags rf;
1715         struct rq *rq;
1716         int ret = 0;
1717
1718         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1719         if (task_on_rq_queued(p)) {
1720                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1721                 update_rq_clock(rq);
1722                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1723                 ret = 1;
1724         }
1725         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1726
1727         return ret;
1728 }
1729
1730 #ifdef CONFIG_SMP
1731 void sched_ttwu_pending(void)
1732 {
1733         struct rq *rq = this_rq();
1734         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1735         struct task_struct *p, *t;
1736         struct rq_flags rf;
1737
1738         if (!llist)
1739                 return;
1740
1741         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1742         update_rq_clock(rq);
1743
1744         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1745                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1746
1747         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1748 }
1749
1750 void scheduler_ipi(void)
1751 {
1752         /*
1753          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1754          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1755          * this IPI.
1756          */
1757         preempt_fold_need_resched();
1758
1759         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1760                 return;
1761
1762         /*
1763          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1764          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1765          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1766          * we do call them.
1767          *
1768          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1769          * properly.
1770          *
1771          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1772          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1773          * somewhat pessimize the simple resched case.
1774          */
1775         irq_enter();
1776         sched_ttwu_pending();
1777
1778         /*
1779          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1780          */
1781         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1782                 this_rq()->idle_balance = 1;
1783                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1784         }
1785         irq_exit();
1786 }
1787
1788 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1789 {
1790         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1791
1792         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1793
1794         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1795                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1796                         smp_send_reschedule(cpu);
1797                 else
1798                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1799         }
1800 }
1801
1802 void wake_up_if_idle(int cpu)
1803 {
1804         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1805         struct rq_flags rf;
1806
1807         rcu_read_lock();
1808
1809         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1810                 goto out;
1811
1812         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1813                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1814         } else {
1815                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1816                 if (is_idle_task(rq->curr))
1817                         smp_send_reschedule(cpu);
1818                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1819                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1820         }
1821
1822 out:
1823         rcu_read_unlock();
1824 }
1825
1826 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1827 {
1828         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1829 }
1830 #endif /* CONFIG_SMP */
1831
1832 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1833 {
1834         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1835         struct rq_flags rf;
1836
1837 #if defined(CONFIG_SMP)
1838         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1839                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1840                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1841                 return;
1842         }
1843 #endif
1844
1845         rq_lock(rq, &rf);
1846         update_rq_clock(rq);
1847         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1848         rq_unlock(rq, &rf);
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1853  *
1854  *  MIGRATION
1855  *
1856  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1857  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1858  * execution on its new CPU [c1].
1859  *
1860  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1861  *
1862  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1863  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1864  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1865  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1866  *
1867  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1868  * Note: we only require RCpc transitivity.
1869  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1870  *
1871  * Example:
1872  *
1873  *   CPU0            CPU1            CPU2
1874  *
1875  *   LOCK rq(0)->lock
1876  *   sched-out X
1877  *   sched-in Y
1878  *   UNLOCK rq(0)->lock
1879  *
1880  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1881  *                                   dequeue X
1882  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1883  *
1884  *                                   LOCK rq(1)->lock
1885  *                                   enqueue X
1886  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1887  *
1888  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1889  *                   sched-out Z
1890  *                   sched-in X
1891  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1892  *
1893  *
1894  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1895  *
1896  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1897  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1898  * chain to provide order. Instead we do:
1899  *
1900  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1901  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1902  *
1903  * Example:
1904  *
1905  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1906  *
1907  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1908  *   dequeue X
1909  *   sched-out X
1910  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1911  *
1912  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1913  *                    X->state = WAKING
1914  *                    set_task_cpu(X,2)
1915  *
1916  *                    LOCK rq(2)->lock
1917  *                    enqueue X
1918  *                    X->state = RUNNING
1919  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1920  *
1921  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1922  *                                          sched-out Z
1923  *                                          sched-in X
1924  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1925  *
1926  *                    UNLOCK X->pi_lock
1927  *   UNLOCK rq(0)->lock
1928  *
1929  *
1930  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1931  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1932  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1933  * its wakeup.
1934  *
1935  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1936  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1937  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1938  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1939  *
1940  */
1941
1942 /**
1943  * try_to_wake_up - wake up a thread
1944  * @p: the thread to be awakened
1945  * @state: the mask of task states that can be woken
1946  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1947  *
1948  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1949  *
1950  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1951  *
1952  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1953  * set_current_state().
1954  *
1955  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1956  *         %false otherwise.
1957  */
1958 static int
1959 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1960 {
1961         unsigned long flags;
1962         int cpu, success = 0;
1963
1964         /*
1965          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1966          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1967          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1968          * set_current_state() the waiting thread does.
1969          */
1970         smp_mb__before_spinlock();
1971         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1972         if (!(p->state & state))
1973                 goto out;
1974
1975         trace_sched_waking(p);
1976
1977         /* We're going to change ->state: */
1978         success = 1;
1979         cpu = task_cpu(p);
1980
1981         /*
1982          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1983          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1984          * in smp_cond_load_acquire() below.
1985          *
1986          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1987          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1988          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1989          *                              \
1990          *                               +---   RMB
1991          * schedule()                   /
1992          *       LOCK rq->lock    -----'
1993          *       UNLOCK rq->lock
1994          *
1995          * [task p]
1996          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
1997          *
1998          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
1999          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2000          * current.
2001          */
2002         smp_rmb();
2003         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2004                 goto stat;
2005
2006 #ifdef CONFIG_SMP
2007         /*
2008          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2009          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2010          *
2011          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2012          * from the runqueue.
2013          *
2014          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2015          *      UNLOCK rq->lock
2016          *                      RMB
2017          *      LOCK   rq->lock
2018          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2019          *
2020          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2021          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2022          * task, the second putting it to sleep.
2023          */
2024         smp_rmb();
2025
2026         /*
2027          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2028          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2029          *
2030          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2031          *
2032          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2033          * their previous state and preserve Program Order.
2034          */
2035         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2036
2037         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2038         p->state = TASK_WAKING;
2039
2040         if (p->in_iowait) {
2041                 delayacct_blkio_end();
2042                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2043         }
2044
2045         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2046         if (task_cpu(p) != cpu) {
2047                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2048                 set_task_cpu(p, cpu);
2049         }
2050
2051 #else /* CONFIG_SMP */
2052
2053         if (p->in_iowait) {
2054                 delayacct_blkio_end();
2055                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2056         }
2057
2058 #endif /* CONFIG_SMP */
2059
2060         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2061 stat:
2062         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2063 out:
2064         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2065
2066         return success;
2067 }
2068
2069 /**
2070  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2071  * @p: the thread to be awakened
2072  * @rf: request-queue flags for pinning
2073  *
2074  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2075  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2076  * the current task.
2077  */
2078 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2079 {
2080         struct rq *rq = task_rq(p);
2081
2082         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2083             WARN_ON_ONCE(p == current))
2084                 return;
2085
2086         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2087
2088         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2089                 /*
2090                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2091                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2092                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2093                  * not yet picked a replacement task.
2094                  */
2095                 rq_unlock(rq, rf);
2096                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2097                 rq_relock(rq, rf);
2098         }
2099
2100         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2101                 goto out;
2102
2103         trace_sched_waking(p);
2104
2105         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2106                 if (p->in_iowait) {
2107                         delayacct_blkio_end();
2108                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2109                 }
2110                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2111         }
2112
2113         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2114         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2115 out:
2116         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2117 }
2118
2119 /**
2120  * wake_up_process - Wake up a specific process
2121  * @p: The process to be woken up.
2122  *
2123  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2124  * processes.
2125  *
2126  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2127  *
2128  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2129  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2130  */
2131 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2132 {
2133         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2134 }
2135 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2136
2137 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2138 {
2139         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2144  * p is forked by current.
2145  *
2146  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2147  */
2148 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2149 {
2150         p->on_rq                        = 0;
2151
2152         p->se.on_rq                     = 0;
2153         p->se.exec_start                = 0;
2154         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2155         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2156         p->se.nr_migrations             = 0;
2157         p->se.vruntime                  = 0;
2158         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2159
2160 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2161         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2162 #endif
2163
2164 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2165         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2166         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2167 #endif
2168
2169         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2170         init_dl_task_timer(&p->dl);
2171         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2172         __dl_clear_params(p);
2173
2174         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2175         p->rt.timeout           = 0;
2176         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2177         p->rt.on_rq             = 0;
2178         p->rt.on_list           = 0;
2179
2180 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2181         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2182 #endif
2183
2184 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2185         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2186                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2187                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2188         }
2189
2190         if (clone_flags & CLONE_VM)
2191                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2192         else
2193                 p->numa_preferred_nid = -1;
2194
2195         p->node_stamp = 0ULL;
2196         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2197         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2198         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2199         p->numa_faults = NULL;
2200         p->last_task_numa_placement = 0;
2201         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2202
2203         p->numa_group = NULL;
2204 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2205 }
2206
2207 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2208
2209 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2210
2211 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2212 {
2213         if (enabled)
2214                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2215         else
2216                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2217 }
2218
2219 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2220 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2221                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2222 {
2223         struct ctl_table t;
2224         int err;
2225         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2226
2227         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2228                 return -EPERM;
2229
2230         t = *table;
2231         t.data = &state;
2232         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2233         if (err < 0)
2234                 return err;
2235         if (write)
2236                 set_numabalancing_state(state);
2237         return err;
2238 }
2239 #endif
2240 #endif
2241
2242 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2243
2244 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2245 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2246
2247 static void set_schedstats(bool enabled)
2248 {
2249         if (enabled)
2250                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2251         else
2252                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2253 }
2254
2255 void force_schedstat_enabled(void)
2256 {
2257         if (!schedstat_enabled()) {
2258                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2259                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2260         }
2261 }
2262
2263 static int __init setup_schedstats(char *str)
2264 {
2265         int ret = 0;
2266         if (!str)
2267                 goto out;
2268
2269         /*
2270          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2271          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2272          * variable so init_schedstats() can do it later.
2273          */
2274         if (!strcmp(str, "enable")) {
2275                 __sched_schedstats = true;
2276                 ret = 1;
2277         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2278                 __sched_schedstats = false;
2279                 ret = 1;
2280         }
2281 out:
2282         if (!ret)
2283                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2284
2285         return ret;
2286 }
2287 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2288
2289 static void __init init_schedstats(void)
2290 {
2291         set_schedstats(__sched_schedstats);
2292 }
2293
2294 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2295 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2296                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2297 {
2298         struct ctl_table t;
2299         int err;
2300         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2301
2302         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2303                 return -EPERM;
2304
2305         t = *table;
2306         t.data = &state;
2307         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2308         if (err < 0)
2309                 return err;
2310         if (write)
2311                 set_schedstats(state);
2312         return err;
2313 }
2314 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2315 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2316 static inline void init_schedstats(void) {}
2317 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2318
2319 /*
2320  * fork()/clone()-time setup:
2321  */
2322 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2323 {
2324         unsigned long flags;
2325         int cpu = get_cpu();
2326
2327         __sched_fork(clone_flags, p);
2328         /*
2329          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2330          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2331          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2332          */
2333         p->state = TASK_NEW;
2334
2335         /*
2336          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2337          */
2338         p->prio = current->normal_prio;
2339
2340         /*
2341          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2342          */
2343         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2344                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2345                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2346                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2347                         p->rt_priority = 0;
2348                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2349                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2350
2351                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2352                 set_load_weight(p);
2353
2354                 /*
2355                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2356                  * fulfilled its duty:
2357                  */
2358                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2359         }
2360
2361         if (dl_prio(p->prio)) {
2362                 put_cpu();
2363                 return -EAGAIN;
2364         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2365                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2366         } else {
2367                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2368         }
2369
2370         init_entity_runnable_average(&p->se);
2371
2372         /*
2373          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2374          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2375          * is ran before sched_fork().
2376          *
2377          * Silence PROVE_RCU.
2378          */
2379         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2380         /*
2381          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2382          * so use __set_task_cpu().
2383          */
2384         __set_task_cpu(p, cpu);
2385         if (p->sched_class->task_fork)
2386                 p->sched_class->task_fork(p);
2387         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2388
2389 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2390         if (likely(sched_info_on()))
2391                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2392 #endif
2393 #if defined(CONFIG_SMP)
2394         p->on_cpu = 0;
2395 #endif
2396         init_task_preempt_count(p);
2397 #ifdef CONFIG_SMP
2398         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2399         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2400 #endif
2401
2402         put_cpu();
2403         return 0;
2404 }
2405
2406 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2407 {
2408         if (runtime == RUNTIME_INF)
2409                 return BW_UNIT;
2410
2411         /*
2412          * Doing this here saves a lot of checks in all
2413          * the calling paths, and returning zero seems
2414          * safe for them anyway.
2415          */
2416         if (period == 0)
2417                 return 0;
2418
2419         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2420 }
2421
2422 /*
2423  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2424  *
2425  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2426  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2427  * on the runqueue and wakes it.
2428  */
2429 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2430 {
2431         struct rq_flags rf;
2432         struct rq *rq;
2433
2434         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2435         p->state = TASK_RUNNING;
2436 #ifdef CONFIG_SMP
2437         /*
2438          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2439          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2440          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2441          *
2442          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2443          * as we're not fully set-up yet.
2444          */
2445         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2446 #endif
2447         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2448         update_rq_clock(rq);
2449         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2450
2451         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2452         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2453         trace_sched_wakeup_new(p);
2454         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2455 #ifdef CONFIG_SMP
2456         if (p->sched_class->task_woken) {
2457                 /*
2458                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2459                  * drop it.
2460                  */
2461                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2462                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2463                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2464         }
2465 #endif
2466         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2467 }
2468
2469 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2470
2471 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2472
2473 void preempt_notifier_inc(void)
2474 {
2475         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2476 }
2477 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2478
2479 void preempt_notifier_dec(void)
2480 {
2481         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2484
2485 /**
2486  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2487  * @notifier: notifier struct to register
2488  */
2489 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2490 {
2491         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2492                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2493
2494         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2495 }
2496 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2497
2498 /**
2499  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2500  * @notifier: notifier struct to unregister
2501  *
2502  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2503  */
2504 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2505 {
2506         hlist_del(&notifier->link);
2507 }
2508 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2509
2510 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2511 {
2512         struct preempt_notifier *notifier;
2513
2514         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2515                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2516 }
2517
2518 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2519 {
2520         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2521                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2522 }
2523
2524 static void
2525 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2526                                    struct task_struct *next)
2527 {
2528         struct preempt_notifier *notifier;
2529
2530         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2531                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2532 }
2533
2534 static __always_inline void
2535 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2536                                  struct task_struct *next)
2537 {
2538         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2539                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2540 }
2541
2542 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2543
2544 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2545 {
2546 }
2547
2548 static inline void
2549 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2550                                  struct task_struct *next)
2551 {
2552 }
2553
2554 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2555
2556 /**
2557  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2558  * @rq: the runqueue preparing to switch
2559  * @prev: the current task that is being switched out
2560  * @next: the task we are going to switch to.
2561  *
2562  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2563  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2564  * switch.
2565  *
2566  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2567  * hooks.
2568  */
2569 static inline void
2570 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2571                     struct task_struct *next)
2572 {
2573         sched_info_switch(rq, prev, next);
2574         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2575         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2576         prepare_lock_switch(rq, next);
2577         prepare_arch_switch(next);
2578 }
2579
2580 /**
2581  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2582  * @prev: the thread we just switched away from.
2583  *
2584  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2585  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2586  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2587  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2588  *
2589  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2590  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2591  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2592  * details.)
2593  *
2594  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2595  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2596  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2597  * because prev may have moved to another CPU.
2598  */
2599 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2600         __releases(rq->lock)
2601 {
2602         struct rq *rq = this_rq();
2603         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2604         long prev_state;
2605
2606         /*
2607          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2608          * because it left us after:
2609          *
2610          *      schedule()
2611          *        preempt_disable();                    // 1
2612          *        __schedule()
2613          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2614          *
2615          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2616          */
2617         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2618                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2619                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2620                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2621
2622         rq->prev_mm = NULL;
2623
2624         /*
2625          * A task struct has one reference for the use as "current".
2626          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2627          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2628          * the scheduled task must drop that reference.
2629          *
2630          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2631          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2632          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2633          * transition, resulting in a double drop.
2634          */
2635         prev_state = prev->state;
2636         vtime_task_switch(prev);
2637         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2638         finish_lock_switch(rq, prev);
2639         finish_arch_post_lock_switch();
2640
2641         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2642         if (mm)
2643                 mmdrop(mm);
2644         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2645                 if (prev->sched_class->task_dead)
2646                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2647
2648                 /*
2649                  * Remove function-return probe instances associated with this
2650                  * task and put them back on the free list.
2651                  */
2652                 kprobe_flush_task(prev);
2653
2654                 /* Task is done with its stack. */
2655                 put_task_stack(prev);
2656
2657                 put_task_struct(prev);
2658         }
2659
2660         tick_nohz_task_switch();
2661         return rq;
2662 }
2663
2664 #ifdef CONFIG_SMP
2665
2666 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2667 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2668 {
2669         struct callback_head *head, *next;
2670         void (*func)(struct rq *rq);
2671         unsigned long flags;
2672
2673         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2674         head = rq->balance_callback;
2675         rq->balance_callback = NULL;
2676         while (head) {
2677                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2678                 next = head->next;
2679                 head->next = NULL;
2680                 head = next;
2681
2682                 func(rq);
2683         }
2684         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2685 }
2686
2687 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2688 {
2689         if (unlikely(rq->balance_callback))
2690                 __balance_callback(rq);
2691 }
2692
2693 #else
2694
2695 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2696 {
2697 }
2698
2699 #endif
2700
2701 /**
2702  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2703  * @prev: the thread we just switched away from.
2704  */
2705 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2706         __releases(rq->lock)
2707 {
2708         struct rq *rq;
2709
2710         /*
2711          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2712          * finish_task_switch() for details.
2713          *
2714          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2715          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2716          * PREEMPT_COUNT kernels).
2717          */
2718
2719         rq = finish_task_switch(prev);
2720         balance_callback(rq);
2721         preempt_enable();
2722
2723         if (current->set_child_tid)
2724                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2725 }
2726
2727 /*
2728  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2729  */
2730 static __always_inline struct rq *
2731 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2732                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2733 {
2734         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2735
2736         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2737
2738         mm = next->mm;
2739         oldmm = prev->active_mm;
2740         /*
2741          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2742          * combine the page table reload and the switch backend into
2743          * one hypercall.
2744          */
2745         arch_start_context_switch(prev);
2746
2747         if (!mm) {
2748                 next->active_mm = oldmm;
2749                 mmgrab(oldmm);
2750                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2751         } else
2752                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2753
2754         if (!prev->mm) {
2755                 prev->active_mm = NULL;
2756                 rq->prev_mm = oldmm;
2757         }
2758
2759         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2760
2761         /*
2762          * Since the runqueue lock will be released by the next
2763          * task (which is an invalid locking op but in the case
2764          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2765          * do an early lockdep release here:
2766          */
2767         rq_unpin_lock(rq, rf);
2768         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2769
2770         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2771         switch_to(prev, next, prev);
2772         barrier();
2773
2774         return finish_task_switch(prev);
2775 }
2776
2777 /*
2778  * nr_running and nr_context_switches:
2779  *
2780  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2781  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2782  */
2783 unsigned long nr_running(void)
2784 {
2785         unsigned long i, sum = 0;
2786
2787         for_each_online_cpu(i)
2788                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2789
2790         return sum;
2791 }
2792
2793 /*
2794  * Check if only the current task is running on the CPU.
2795  *
2796  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2797  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2798  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2799  *
2800  * - from a non-preemptable section (of course)
2801  *
2802  * - from a thread that is bound to a single CPU
2803  *
2804  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2805  */
2806 bool single_task_running(void)
2807 {
2808         return raw_rq()->nr_running == 1;
2809 }
2810 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2811
2812 unsigned long long nr_context_switches(void)
2813 {
2814         int i;
2815         unsigned long long sum = 0;
2816
2817         for_each_possible_cpu(i)
2818                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2819
2820         return sum;
2821 }
2822
2823 /*
2824  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2825  *
2826  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2827  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2828  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2829  *
2830  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2831  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2832  * running and we'd not be idle.
2833  *
2834  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2835  * is broken.
2836  *
2837  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2838  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2839  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2840  * utilising both CPUs.
2841  *
2842  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2843  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2844  *
2845  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2846  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2847  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2848  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2849  *
2850  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2851  */
2852
2853 unsigned long nr_iowait(void)
2854 {
2855         unsigned long i, sum = 0;
2856
2857         for_each_possible_cpu(i)
2858                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2859
2860         return sum;
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2865  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2866  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2867  * runnable.
2868  */
2869
2870 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2871 {
2872         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2873         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2874 }
2875
2876 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2877 {
2878         struct rq *rq = this_rq();
2879         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2880         *load = rq->load.weight;
2881 }
2882
2883 #ifdef CONFIG_SMP
2884
2885 /*
2886  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2887  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2888  */
2889 void sched_exec(void)
2890 {
2891         struct task_struct *p = current;
2892         unsigned long flags;
2893         int dest_cpu;
2894
2895         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2896         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2897         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2898                 goto unlock;
2899
2900         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2901                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2902
2903                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2904                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2905                 return;
2906         }
2907 unlock:
2908         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2909 }
2910
2911 #endif
2912
2913 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2914 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2915
2916 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2917 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2918
2919 /*
2920  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2921  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2922  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2923  * Prefetching this data results in improved performance.
2924  */
2925 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2926 {
2927 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2928         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2929 #else
2930         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2931 #endif
2932         prefetch(curr);
2933         prefetch(&curr->exec_start);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * Return accounted runtime for the task.
2938  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2939  * pending runtime that have not been accounted yet.
2940  */
2941 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2942 {
2943         struct rq_flags rf;
2944         struct rq *rq;
2945         u64 ns;
2946
2947 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2948         /*
2949          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2950          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2951          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2952          *
2953          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
2954          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
2955          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2956          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2957          * been accounted, so we're correct here as well.
2958          */
2959         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2960                 return p->se.sum_exec_runtime;
2961 #endif
2962
2963         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2964         /*
2965          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2966          * project cycles that may never be accounted to this
2967          * thread, breaking clock_gettime().
2968          */
2969         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2970                 prefetch_curr_exec_start(p);
2971                 update_rq_clock(rq);
2972                 p->sched_class->update_curr(rq);
2973         }
2974         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2975         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2976
2977         return ns;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2982  * We call it with interrupts disabled.
2983  */
2984 void scheduler_tick(void)
2985 {
2986         int cpu = smp_processor_id();
2987         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2988         struct task_struct *curr = rq->curr;
2989         struct rq_flags rf;
2990
2991         sched_clock_tick();
2992
2993         rq_lock(rq, &rf);
2994
2995         update_rq_clock(rq);
2996         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2997         cpu_load_update_active(rq);
2998         calc_global_load_tick(rq);
2999
3000         rq_unlock(rq, &rf);
3001
3002         perf_event_task_tick();
3003
3004 #ifdef CONFIG_SMP
3005         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3006         trigger_load_balance(rq);
3007 #endif
3008         rq_last_tick_reset(rq);
3009 }
3010
3011 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3012 /**
3013  * scheduler_tick_max_deferment
3014  *
3015  * Keep at least one tick per second when a single
3016  * active task is running because the scheduler doesn't
3017  * yet completely support full dynticks environment.
3018  *
3019  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3020  * balancing, etc... continue to move forward, even
3021  * with a very low granularity.
3022  *
3023  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3024  */
3025 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3026 {
3027         struct rq *rq = this_rq();
3028         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3029
3030         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3031
3032         if (time_before_eq(next, now))
3033                 return 0;
3034
3035         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3036 }
3037 #endif
3038
3039 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3040                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3041 /*
3042  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3043  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3044  */
3045 static inline void preempt_latency_start(int val)
3046 {
3047         if (preempt_count() == val) {
3048                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3049 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3050                 current->preempt_disable_ip = ip;
3051 #endif
3052                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3053         }
3054 }
3055
3056 void preempt_count_add(int val)
3057 {
3058 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3059         /*
3060          * Underflow?
3061          */
3062         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3063                 return;
3064 #endif
3065         __preempt_count_add(val);
3066 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3067         /*
3068          * Spinlock count overflowing soon?
3069          */
3070         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3071                                 PREEMPT_MASK - 10);
3072 #endif
3073         preempt_latency_start(val);
3074 }
3075 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3076 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3077
3078 /*
3079  * If the value passed in equals to the current preempt count
3080  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3081  */
3082 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3083 {
3084         if (preempt_count() == val)
3085                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3086 }
3087
3088 void preempt_count_sub(int val)
3089 {
3090 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3091         /*
3092          * Underflow?
3093          */
3094         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3095                 return;
3096         /*
3097          * Is the spinlock portion underflowing?
3098          */
3099         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3100                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3101                 return;
3102 #endif
3103
3104         preempt_latency_stop(val);
3105         __preempt_count_sub(val);
3106 }
3107 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3108 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3109
3110 #else
3111 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3112 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3113 #endif
3114
3115 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3116 {
3117 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3118         return p->preempt_disable_ip;
3119 #else
3120         return 0;
3121 #endif
3122 }
3123
3124 /*
3125  * Print scheduling while atomic bug:
3126  */
3127 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3128 {
3129         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3130         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3131
3132         if (oops_in_progress)
3133                 return;
3134
3135         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3136                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3137
3138         debug_show_held_locks(prev);
3139         print_modules();
3140         if (irqs_disabled())
3141                 print_irqtrace_events(prev);
3142         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3143             && in_atomic_preempt_off()) {
3144                 pr_err("Preemption disabled at:");
3145                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3146                 pr_cont("\n");
3147         }
3148         if (panic_on_warn)
3149                 panic("scheduling while atomic\n");
3150
3151         dump_stack();
3152         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3153 }
3154
3155 /*
3156  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3157  */
3158 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3159 {
3160 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3161         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3162                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3163 #endif
3164
3165         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3166                 __schedule_bug(prev);
3167                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3168         }
3169         rcu_sleep_check();
3170
3171         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3172
3173         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3174 }
3175
3176 /*
3177  * Pick up the highest-prio task:
3178  */
3179 static inline struct task_struct *
3180 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3181 {
3182         const struct sched_class *class;
3183         struct task_struct *p;
3184
3185         /*
3186          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3187          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3188          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3189          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3190          */
3191         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3192                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3193                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3194
3195                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3196                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3197                         goto again;
3198
3199                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3200                 if (unlikely(!p))
3201                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3202
3203                 return p;
3204         }
3205
3206 again:
3207         for_each_class(class) {
3208                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3209                 if (p) {
3210                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3211                                 goto again;
3212                         return p;
3213                 }
3214         }
3215
3216         /* The idle class should always have a runnable task: */
3217         BUG();
3218 }
3219
3220 /*
3221  * __schedule() is the main scheduler function.
3222  *
3223  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3224  *
3225  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3226  *
3227  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3228  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3229  *
3230  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3231  *      interrupt handler scheduler_tick().
3232  *
3233  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3234  *      task to the run-queue and that's it.
3235  *
3236  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3237  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3238  *      called on the nearest possible occasion:
3239  *
3240  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3241  *
3242  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3243  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3244  *           spin_unlock()!)
3245  *
3246  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3247  *           preemptible context
3248  *
3249  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3250  *         then at the next:
3251  *
3252  *          - cond_resched() call
3253  *          - explicit schedule() call
3254  *          - return from syscall or exception to user-space
3255  *          - return from interrupt-handler to user-space
3256  *
3257  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3258  */
3259 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3260 {
3261         struct task_struct *prev, *next;
3262         unsigned long *switch_count;
3263         struct rq_flags rf;
3264         struct rq *rq;
3265         int cpu;
3266
3267         cpu = smp_processor_id();
3268         rq = cpu_rq(cpu);
3269         prev = rq->curr;
3270
3271         schedule_debug(prev);
3272
3273         if (sched_feat(HRTICK))
3274                 hrtick_clear(rq);
3275
3276         local_irq_disable();
3277         rcu_note_context_switch(preempt);
3278
3279         /*
3280          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3281          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3282          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3283          */
3284         smp_mb__before_spinlock();
3285         rq_lock(rq, &rf);
3286
3287         /* Promote REQ to ACT */
3288         rq->clock_update_flags <<= 1;
3289         update_rq_clock(rq);
3290
3291         switch_count = &prev->nivcsw;
3292         if (!preempt && prev->state) {
3293                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3294                         prev->state = TASK_RUNNING;
3295                 } else {
3296                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3297                         prev->on_rq = 0;
3298
3299                         if (prev->in_iowait) {
3300                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3301                                 delayacct_blkio_start();
3302                         }
3303
3304                         /*
3305                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3306                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3307                          * concurrency.
3308                          */
3309                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3310                                 struct task_struct *to_wakeup;
3311
3312                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3313                                 if (to_wakeup)
3314                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3315                         }
3316                 }
3317                 switch_count = &prev->nvcsw;
3318         }
3319
3320         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3321         clear_tsk_need_resched(prev);
3322         clear_preempt_need_resched();
3323
3324         if (likely(prev != next)) {
3325                 rq->nr_switches++;
3326                 rq->curr = next;
3327                 ++*switch_count;
3328
3329                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3330
3331                 /* Also unlocks the rq: */
3332                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3333         } else {
3334                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3335                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3336         }
3337
3338         balance_callback(rq);
3339 }
3340
3341 void __noreturn do_task_dead(void)
3342 {
3343         /*
3344          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3345          * when the following two conditions become true.
3346          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3347          *     exit_mm()), and
3348          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3349          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3350          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3351          *
3352          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3353          * is held by try_to_wake_up()
3354          */
3355         smp_mb();
3356         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3357
3358         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3359         __set_current_state(TASK_DEAD);
3360
3361         /* Tell freezer to ignore us: */
3362         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3363
3364         __schedule(false);
3365         BUG();
3366
3367         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3368         for (;;)
3369                 cpu_relax();
3370 }
3371
3372 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3373 {
3374         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3375                 return;
3376         /*
3377          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3378          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3379          */
3380         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3381                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3382 }
3383
3384 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3385 {
3386         struct task_struct *tsk = current;
3387
3388         sched_submit_work(tsk);
3389         do {
3390                 preempt_disable();
3391                 __schedule(false);
3392                 sched_preempt_enable_no_resched();
3393         } while (need_resched());
3394 }
3395 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3396
3397 /*
3398  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3399  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3400  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3401  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3402  * (schedule out non-voluntarily).
3403  *
3404  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3405  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3406  */
3407 void __sched schedule_idle(void)
3408 {
3409         /*
3410          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3411          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3412          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3413          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3414          * TASK_RUNNING state.
3415          */
3416         WARN_ON_ONCE(current->state);
3417         do {
3418                 __schedule(false);
3419         } while (need_resched());
3420 }
3421
3422 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3423 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3424 {
3425         /*
3426          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3427          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3428          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3429          * we find a better solution.
3430          *
3431          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3432          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3433          * too frequently to make sense yet.
3434          */
3435         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3436         schedule();
3437         exception_exit(prev_state);
3438 }
3439 #endif
3440
3441 /**
3442  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3443  *
3444  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3445  */
3446 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3447 {
3448         sched_preempt_enable_no_resched();
3449         schedule();
3450         preempt_disable();
3451 }
3452
3453 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3454 {
3455         do {
3456                 /*
3457                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3458                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3459                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3460                  * by the function tracer will call this function again and
3461                  * cause infinite recursion.
3462                  *
3463                  * Preemption must be disabled here before the function
3464                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3465                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3466                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3467                  * which can also be traced by the function tracer.
3468                  */
3469                 preempt_disable_notrace();
3470                 preempt_latency_start(1);
3471                 __schedule(true);
3472                 preempt_latency_stop(1);
3473                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3474
3475                 /*
3476                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3477                  * between schedule and now.
3478                  */
3479         } while (need_resched());
3480 }
3481
3482 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3483 /*
3484  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3485  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3486  * occur there and call schedule directly.
3487  */
3488 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3489 {
3490         /*
3491          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3492          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3493          */
3494         if (likely(!preemptible()))
3495                 return;
3496
3497         preempt_schedule_common();
3498 }
3499 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3500 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3501
3502 /**
3503  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3504  *
3505  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3506  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3507  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3508  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3509  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3510  * to be called when the system is still in usermode.
3511  *
3512  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3513  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3514  * calling the scheduler.
3515  */
3516 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3517 {
3518         enum ctx_state prev_ctx;
3519
3520         if (likely(!preemptible()))
3521                 return;
3522
3523         do {
3524                 /*
3525                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3526                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3527                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3528                  * by the function tracer will call this function again and
3529                  * cause infinite recursion.
3530                  *
3531                  * Preemption must be disabled here before the function
3532                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3533                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3534                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3535                  * which can also be traced by the function tracer.
3536                  */
3537                 preempt_disable_notrace();
3538                 preempt_latency_start(1);
3539                 /*
3540                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3541                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3542                  * an infinite recursion.
3543                  */
3544                 prev_ctx = exception_enter();
3545                 __schedule(true);
3546                 exception_exit(prev_ctx);
3547
3548                 preempt_latency_stop(1);
3549                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3550         } while (need_resched());
3551 }
3552 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3553
3554 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3555
3556 /*
3557  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3558  * off of irq context.
3559  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3560  * protect us against recursive calling from irq.
3561  */
3562 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3563 {
3564         enum ctx_state prev_state;
3565
3566         /* Catch callers which need to be fixed */
3567         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3568
3569         prev_state = exception_enter();
3570
3571         do {
3572                 preempt_disable();
3573                 local_irq_enable();
3574                 __schedule(true);
3575                 local_irq_disable();
3576                 sched_preempt_enable_no_resched();
3577         } while (need_resched());
3578
3579         exception_exit(prev_state);
3580 }
3581
3582 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3583                           void *key)
3584 {
3585         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3588
3589 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3590
3591 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3592 {
3593         if (pi_task)
3594                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3595
3596         return prio;
3597 }
3598
3599 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3600 {
3601         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3602
3603         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3604 }
3605
3606 /*
3607  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3608  * @p: task to boost
3609  * @pi_task: donor task
3610  *
3611  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3612  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3613  *
3614  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3615  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3616  */
3617 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3618 {
3619         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3620                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3621         const struct sched_class *prev_class;
3622         struct rq_flags rf;
3623         struct rq *rq;
3624
3625         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3626         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3627
3628         /*
3629          * If nothing changed; bail early.
3630          */
3631         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3632                 return;
3633
3634         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3635         update_rq_clock(rq);
3636         /*
3637          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3638          * either lock.
3639          *
3640          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3641          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3642          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3643          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3644          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3645          */
3646         p->pi_top_task = pi_task;
3647
3648         /*
3649          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3650          */
3651         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3652                 goto out_unlock;
3653
3654         /*
3655          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3656          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3657          *
3658          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3659          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3660          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3661          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3662          * with interrupts disabled and will complete the lock
3663          * protected section without being interrupted. So there is no
3664          * real need to boost.
3665          */
3666         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3667                 WARN_ON(p != rq->curr);
3668                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3669                 goto out_unlock;
3670         }
3671
3672         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3673         oldprio = p->prio;
3674
3675         if (oldprio == prio)
3676                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3677
3678         prev_class = p->sched_class;
3679         queued = task_on_rq_queued(p);
3680         running = task_current(rq, p);
3681         if (queued)
3682                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3683         if (running)
3684                 put_prev_task(rq, p);
3685
3686         /*
3687          * Boosting condition are:
3688          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3689          *      --> -dl task blocks on mutex A
3690          *
3691          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3692          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3693          *          running task
3694          */
3695         if (dl_prio(prio)) {
3696                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3697                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3698                         p->dl.dl_boosted = 1;
3699                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3700                 } else
3701                         p->dl.dl_boosted = 0;
3702                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3703         } else if (rt_prio(prio)) {
3704                 if (dl_prio(oldprio))
3705                         p->dl.dl_boosted = 0;
3706                 if (oldprio < prio)
3707                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3708                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3709         } else {
3710                 if (dl_prio(oldprio))
3711                         p->dl.dl_boosted = 0;
3712                 if (rt_prio(oldprio))
3713                         p->rt.timeout = 0;
3714                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3715         }
3716
3717         p->prio = prio;
3718
3719         if (queued)
3720                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3721         if (running)
3722                 set_curr_task(rq, p);
3723
3724         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3725 out_unlock:
3726         /* Avoid rq from going away on us: */
3727         preempt_disable();
3728         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3729
3730         balance_callback(rq);
3731         preempt_enable();
3732 }
3733 #else
3734 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3735 {
3736         return prio;
3737 }
3738 #endif
3739
3740 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3741 {
3742         bool queued, running;
3743         int old_prio, delta;
3744         struct rq_flags rf;
3745         struct rq *rq;
3746
3747         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3748                 return;
3749         /*
3750          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3751          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3752          */
3753         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3754         update_rq_clock(rq);
3755
3756         /*
3757          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3758          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3759          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3760          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3761          */
3762         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3763                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3764                 goto out_unlock;
3765         }
3766         queued = task_on_rq_queued(p);
3767         running = task_current(rq, p);
3768         if (queued)
3769                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3770         if (running)
3771                 put_prev_task(rq, p);
3772
3773         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3774         set_load_weight(p);
3775         old_prio = p->prio;
3776         p->prio = effective_prio(p);
3777         delta = p->prio - old_prio;
3778
3779         if (queued) {
3780                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3781                 /*
3782                  * If the task increased its priority or is running and
3783                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3784                  */
3785                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3786                         resched_curr(rq);
3787         }
3788         if (running)
3789                 set_curr_task(rq, p);
3790 out_unlock:
3791         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3792 }
3793 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3794
3795 /*
3796  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3797  * @p: task
3798  * @nice: nice value
3799  */
3800 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3801 {
3802         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3803         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3804
3805         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3806                 capable(CAP_SYS_NICE));
3807 }
3808
3809 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3810
3811 /*
3812  * sys_nice - change the priority of the current process.
3813  * @increment: priority increment
3814  *
3815  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3816  * does similar things.
3817  */
3818 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3819 {
3820         long nice, retval;
3821
3822         /*
3823          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3824          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3825          * and we have a single winner.
3826          */
3827         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3828         nice = task_nice(current) + increment;
3829
3830         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3831         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3832                 return -EPERM;
3833
3834         retval = security_task_setnice(current, nice);
3835         if (retval)
3836                 return retval;
3837
3838         set_user_nice(current, nice);
3839         return 0;
3840 }
3841
3842 #endif
3843
3844 /**
3845  * task_prio - return the priority value of a given task.
3846  * @p: the task in question.
3847  *
3848  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3849  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3850  * around 0, value goes from -16 to +15.
3851  */
3852 int task_prio(const struct task_struct *p)
3853 {
3854         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3855 }
3856
3857 /**
3858  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3859  * @cpu: the processor in question.
3860  *
3861  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3862  */
3863 int idle_cpu(int cpu)
3864 {
3865         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3866
3867         if (rq->curr != rq->idle)
3868                 return 0;
3869
3870         if (rq->nr_running)
3871                 return 0;
3872
3873 #ifdef CONFIG_SMP
3874         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3875                 return 0;
3876 #endif
3877
3878         return 1;
3879 }
3880
3881 /**
3882  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3883  * @cpu: the processor in question.
3884  *
3885  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3886  */
3887 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3888 {
3889         return cpu_rq(cpu)->idle;
3890 }
3891
3892 /**
3893  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3894  * @pid: the pid in question.
3895  *
3896  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3897  */
3898 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3899 {
3900         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3901 }
3902
3903 /*
3904  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3905  * it calls know not to change it.
3906  */
3907 #define SETPARAM_POLICY -1
3908
3909 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3910                 const struct sched_attr *attr)
3911 {
3912         int policy = attr->sched_policy;
3913
3914         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3915                 policy = p->policy;
3916
3917         p->policy = policy;
3918
3919         if (dl_policy(policy))
3920                 __setparam_dl(p, attr);
3921         else if (fair_policy(policy))
3922                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3923
3924         /*
3925          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3926          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3927          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3928          */
3929         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3930         p->normal_prio = normal_prio(p);
3931         set_load_weight(p);
3932 }
3933
3934 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3935 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3936                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3937 {
3938         __setscheduler_params(p, attr);
3939
3940         /*
3941          * Keep a potential priority boosting if called from
3942          * sched_setscheduler().
3943          */
3944         p->prio = normal_prio(p);
3945         if (keep_boost)
3946                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
3947
3948         if (dl_prio(p->prio))
3949                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3950         else if (rt_prio(p->prio))
3951                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3952         else
3953                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3954 }
3955
3956 /*
3957  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
3958  */
3959 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3960 {
3961         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3962         bool match;
3963
3964         rcu_read_lock();
3965         pcred = __task_cred(p);
3966         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3967                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3968         rcu_read_unlock();
3969         return match;
3970 }
3971
3972 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3973                                 const struct sched_attr *attr,
3974                                 bool user, bool pi)
3975 {
3976         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3977                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3978         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
3979         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
3980         const struct sched_class *prev_class;
3981         struct rq_flags rf;
3982         int reset_on_fork;
3983         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3984         struct rq *rq;
3985
3986         /* The pi code expects interrupts enabled */
3987         BUG_ON(pi && in_interrupt());
3988 recheck:
3989         /* Double check policy once rq lock held: */
3990         if (policy < 0) {
3991                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3992                 policy = oldpolicy = p->policy;
3993         } else {
3994                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3995
3996                 if (!valid_policy(policy))
3997                         return -EINVAL;
3998         }
3999
4000         if (attr->sched_flags &
4001                 ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK | SCHED_FLAG_RECLAIM))
4002                 return -EINVAL;
4003
4004         /*
4005          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4006          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4007          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4008          */
4009         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4010             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4011                 return -EINVAL;
4012         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4013             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4014                 return -EINVAL;
4015
4016         /*
4017          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4018          */
4019         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4020                 if (fair_policy(policy)) {
4021                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4022                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4023                                 return -EPERM;
4024                 }
4025
4026                 if (rt_policy(policy)) {
4027                         unsigned long rlim_rtprio =
4028                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4029
4030                         /* Can't set/change the rt policy: */
4031                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4032                                 return -EPERM;
4033
4034                         /* Can't increase priority: */
4035                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4036                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4037                                 return -EPERM;
4038                 }
4039
4040                  /*
4041                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4042                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4043                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4044                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4045                   */
4046                 if (dl_policy(policy))
4047                         return -EPERM;
4048
4049                 /*
4050                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4051                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4052                  */
4053                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4054                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4055                                 return -EPERM;
4056                 }
4057
4058                 /* Can't change other user's priorities: */
4059                 if (!check_same_owner(p))
4060                         return -EPERM;
4061
4062                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4063                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4064                         return -EPERM;
4065         }
4066
4067         if (user) {
4068                 retval = security_task_setscheduler(p);
4069                 if (retval)
4070                         return retval;
4071         }
4072
4073         /*
4074          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4075          * changing the priority of the task:
4076          *
4077          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4078          * runqueue lock must be held.
4079          */
4080         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4081         update_rq_clock(rq);
4082
4083         /*
4084          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4085          */
4086         if (p == rq->stop) {
4087                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4088                 return -EINVAL;
4089         }
4090
4091         /*
4092          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4093          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4094          */
4095         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4096                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4097                         goto change;
4098                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4099                         goto change;
4100                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4101                         goto change;
4102
4103                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4104                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4105                 return 0;
4106         }
4107 change:
4108
4109         if (user) {
4110 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4111                 /*
4112                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4113                  * assigned.
4114                  */
4115                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4116                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4117                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4118                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4119                         return -EPERM;
4120                 }
4121 #endif
4122 #ifdef CONFIG_SMP
4123                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4124                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4125
4126                         /*
4127                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4128                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4129                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4130                          */
4131                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4132                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4133                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4134                                 return -EPERM;
4135                         }
4136                 }
4137 #endif
4138         }
4139
4140         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4141         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4142                 policy = oldpolicy = -1;
4143                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4144                 goto recheck;
4145         }
4146
4147         /*
4148          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4149          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4150          * is available.
4151          */
4152         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4153                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4154                 return -EBUSY;
4155         }
4156
4157         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4158         oldprio = p->prio;
4159
4160         if (pi) {
4161                 /*
4162                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4163                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4164                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4165                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4166                  * itself.
4167                  */
4168                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4169                 if (new_effective_prio == oldprio)
4170                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4171         }
4172
4173         queued = task_on_rq_queued(p);
4174         running = task_current(rq, p);
4175         if (queued)
4176                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4177         if (running)
4178                 put_prev_task(rq, p);
4179
4180         prev_class = p->sched_class;
4181         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4182
4183         if (queued) {
4184                 /*
4185                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4186                  * increased (user space view).
4187                  */
4188                 if (oldprio < p->prio)
4189                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4190
4191                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4192         }
4193         if (running)
4194                 set_curr_task(rq, p);
4195
4196         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4197
4198         /* Avoid rq from going away on us: */
4199         preempt_disable();
4200         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4201
4202         if (pi)
4203                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4204
4205         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4206         balance_callback(rq);
4207         preempt_enable();
4208
4209         return 0;
4210 }
4211
4212 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4213                                const struct sched_param *param, bool check)
4214 {
4215         struct sched_attr attr = {
4216                 .sched_policy   = policy,
4217                 .sched_priority = param->sched_priority,
4218                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4219         };
4220
4221         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4222         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4223                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4224                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4225                 attr.sched_policy = policy;
4226         }
4227
4228         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4229 }
4230 /**
4231  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4232  * @p: the task in question.
4233  * @policy: new policy.
4234  * @param: structure containing the new RT priority.
4235  *
4236  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4237  *
4238  * NOTE that the task may be already dead.
4239  */
4240 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4241                        const struct sched_param *param)
4242 {
4243         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4244 }
4245 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4246
4247 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4248 {
4249         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4250 }
4251 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4252
4253 /**
4254  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4255  * @p: the task in question.
4256  * @policy: new policy.
4257  * @param: structure containing the new RT priority.
4258  *
4259  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4260  * current context has permission.  For example, this is needed in
4261  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4262  * but our caller might not have that capability.
4263  *
4264  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4265  */
4266 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4267                                const struct sched_param *param)
4268 {
4269         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4270 }
4271 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4272
4273 static int
4274 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4275 {
4276         struct sched_param lparam;
4277         struct task_struct *p;
4278         int retval;
4279
4280         if (!param || pid < 0)
4281                 return -EINVAL;
4282         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4283                 return -EFAULT;
4284
4285         rcu_read_lock();
4286         retval = -ESRCH;
4287         p = find_process_by_pid(pid);
4288         if (p != NULL)
4289                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4290         rcu_read_unlock();
4291
4292         return retval;
4293 }
4294
4295 /*
4296  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4297  */
4298 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4299 {
4300         u32 size;
4301         int ret;
4302
4303         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4304                 return -EFAULT;
4305
4306         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4307         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4308
4309         ret = get_user(size, &uattr->size);
4310         if (ret)
4311                 return ret;
4312
4313         /* Bail out on silly large: */
4314         if (size > PAGE_SIZE)
4315                 goto err_size;
4316
4317         /* ABI compatibility quirk: */
4318         if (!size)
4319                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4320
4321         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4322                 goto err_size;
4323
4324         /*
4325          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4326          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4327          * user-space does not rely on any kernel feature
4328          * extensions we dont know about yet.
4329          */
4330         if (size > sizeof(*attr)) {
4331                 unsigned char __user *addr;
4332                 unsigned char __user *end;
4333                 unsigned char val;
4334
4335                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4336                 end  = (void __user *)uattr + size;
4337
4338                 for (; addr < end; addr++) {
4339                         ret = get_user(val, addr);
4340                         if (ret)
4341                                 return ret;
4342                         if (val)
4343                                 goto err_size;
4344                 }
4345                 size = sizeof(*attr);
4346         }
4347
4348         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4349         if (ret)
4350                 return -EFAULT;
4351
4352         /*
4353          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4354          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4355          */
4356         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4357
4358         return 0;
4359
4360 err_size:
4361         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4362         return -E2BIG;
4363 }
4364
4365 /**
4366  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4367  * @pid: the pid in question.
4368  * @policy: new policy.
4369  * @param: structure containing the new RT priority.
4370  *
4371  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4372  */
4373 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4374 {
4375         if (policy < 0)
4376                 return -EINVAL;
4377
4378         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4379 }
4380
4381 /**
4382  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4383  * @pid: the pid in question.
4384  * @param: structure containing the new RT priority.
4385  *
4386  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4387  */
4388 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4389 {
4390         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4391 }
4392
4393 /**
4394  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4395  * @pid: the pid in question.
4396  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4397  * @flags: for future extension.
4398  */
4399 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4400                                unsigned int, flags)
4401 {
4402         struct sched_attr attr;
4403         struct task_struct *p;
4404         int retval;
4405
4406         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4407                 return -EINVAL;
4408
4409         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4410         if (retval)
4411                 return retval;
4412
4413         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4414                 return -EINVAL;
4415
4416         rcu_read_lock();
4417         retval = -ESRCH;
4418         p = find_process_by_pid(pid);
4419         if (p != NULL)
4420                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4421         rcu_read_unlock();
4422
4423         return retval;
4424 }
4425
4426 /**
4427  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4428  * @pid: the pid in question.
4429  *
4430  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4431  * code.
4432  */
4433 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4434 {
4435         struct task_struct *p;
4436         int retval;
4437
4438         if (pid < 0)
4439                 return -EINVAL;
4440
4441         retval = -ESRCH;
4442         rcu_read_lock();
4443         p = find_process_by_pid(pid);
4444         if (p) {
4445                 retval = security_task_getscheduler(p);
4446                 if (!retval)
4447                         retval = p->policy
4448                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4449         }
4450         rcu_read_unlock();
4451         return retval;
4452 }
4453
4454 /**
4455  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4456  * @pid: the pid in question.
4457  * @param: structure containing the RT priority.
4458  *
4459  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4460  * code.
4461  */
4462 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4463 {
4464         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4465         struct task_struct *p;
4466         int retval;
4467
4468         if (!param || pid < 0)
4469                 return -EINVAL;
4470
4471         rcu_read_lock();
4472         p = find_process_by_pid(pid);
4473         retval = -ESRCH;
4474         if (!p)
4475                 goto out_unlock;
4476
4477         retval = security_task_getscheduler(p);
4478         if (retval)
4479                 goto out_unlock;
4480
4481         if (task_has_rt_policy(p))
4482                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4483         rcu_read_unlock();
4484
4485         /*
4486          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4487          */
4488         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4489
4490         return retval;
4491
4492 out_unlock:
4493         rcu_read_unlock();
4494         return retval;
4495 }
4496
4497 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4498                            struct sched_attr *attr,
4499                            unsigned int usize)
4500 {
4501         int ret;
4502
4503         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4504                 return -EFAULT;
4505
4506         /*
4507          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4508          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4509          * user-space does not get uncomplete information.
4510          */
4511         if (usize < sizeof(*attr)) {
4512                 unsigned char *addr;
4513                 unsigned char *end;
4514
4515                 addr = (void *)attr + usize;
4516                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4517
4518                 for (; addr < end; addr++) {
4519                         if (*addr)
4520                                 return -EFBIG;
4521                 }
4522
4523                 attr->size = usize;
4524         }
4525
4526         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4527         if (ret)
4528                 return -EFAULT;
4529
4530         return 0;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4535  * @pid: the pid in question.
4536  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4537  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4538  * @flags: for future extension.
4539  */
4540 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4541                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4542 {
4543         struct sched_attr attr = {
4544                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4545         };
4546         struct task_struct *p;
4547         int retval;
4548
4549         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4550             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4551                 return -EINVAL;
4552
4553         rcu_read_lock();
4554         p = find_process_by_pid(pid);
4555         retval = -ESRCH;
4556         if (!p)
4557                 goto out_unlock;
4558
4559         retval = security_task_getscheduler(p);
4560         if (retval)
4561                 goto out_unlock;
4562
4563         attr.sched_policy = p->policy;
4564         if (p->sched_reset_on_fork)
4565                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4566         if (task_has_dl_policy(p))
4567                 __getparam_dl(p, &attr);
4568         else if (task_has_rt_policy(p))
4569                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4570         else
4571                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4572
4573         rcu_read_unlock();
4574
4575         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4576         return retval;
4577
4578 out_unlock:
4579         rcu_read_unlock();
4580         return retval;
4581 }
4582
4583 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4584 {
4585         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4586         struct task_struct *p;
4587         int retval;
4588
4589         rcu_read_lock();
4590
4591         p = find_process_by_pid(pid);
4592         if (!p) {
4593                 rcu_read_unlock();
4594                 return -ESRCH;
4595         }
4596
4597         /* Prevent p going away */
4598         get_task_struct(p);
4599         rcu_read_unlock();
4600
4601         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4602                 retval = -EINVAL;
4603                 goto out_put_task;
4604         }
4605         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4606                 retval = -ENOMEM;
4607                 goto out_put_task;
4608         }
4609         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4610                 retval = -ENOMEM;
4611                 goto out_free_cpus_allowed;
4612         }
4613         retval = -EPERM;
4614         if (!check_same_owner(p)) {
4615                 rcu_read_lock();
4616                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4617                         rcu_read_unlock();
4618                         goto out_free_new_mask;
4619                 }
4620                 rcu_read_unlock();
4621         }
4622
4623         retval = security_task_setscheduler(p);
4624         if (retval)
4625                 goto out_free_new_mask;
4626
4627
4628         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4629         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4630
4631         /*
4632          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4633          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4634          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4635          * root_domain.
4636          */
4637 #ifdef CONFIG_SMP
4638         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4639                 rcu_read_lock();
4640                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4641                         retval = -EBUSY;
4642                         rcu_read_unlock();
4643                         goto out_free_new_mask;
4644                 }
4645                 rcu_read_unlock();
4646         }
4647 #endif
4648 again:
4649         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4650
4651         if (!retval) {
4652                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4653                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4654                         /*
4655                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4656                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4657                          * cpuset's cpus_allowed
4658                          */
4659                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4660                         goto again;
4661                 }
4662         }
4663 out_free_new_mask:
4664         free_cpumask_var(new_mask);
4665 out_free_cpus_allowed:
4666         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4667 out_put_task:
4668         put_task_struct(p);
4669         return retval;
4670 }
4671
4672 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4673                              struct cpumask *new_mask)
4674 {
4675         if (len < cpumask_size())
4676                 cpumask_clear(new_mask);
4677         else if (len > cpumask_size())
4678                 len = cpumask_size();
4679
4680         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4681 }
4682
4683 /**
4684  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4685  * @pid: pid of the process
4686  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4687  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4688  *
4689  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4690  */
4691 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4692                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4693 {
4694         cpumask_var_t new_mask;
4695         int retval;
4696
4697         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4698                 return -ENOMEM;
4699
4700         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4701         if (retval == 0)
4702                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4703         free_cpumask_var(new_mask);
4704         return retval;
4705 }
4706
4707 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4708 {
4709         struct task_struct *p;
4710         unsigned long flags;
4711         int retval;
4712
4713         rcu_read_lock();
4714
4715         retval = -ESRCH;
4716         p = find_process_by_pid(pid);
4717         if (!p)
4718                 goto out_unlock;
4719
4720         retval = security_task_getscheduler(p);
4721         if (retval)
4722                 goto out_unlock;
4723
4724         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4725         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4726         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4727
4728 out_unlock:
4729         rcu_read_unlock();
4730
4731         return retval;
4732 }
4733
4734 /**
4735  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4736  * @pid: pid of the process
4737  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4738  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4739  *
4740  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4741  * error code otherwise.
4742  */
4743 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4744                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4745 {
4746         int ret;
4747         cpumask_var_t mask;
4748
4749         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4750                 return -EINVAL;
4751         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4752                 return -EINVAL;
4753
4754         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4755                 return -ENOMEM;
4756
4757         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4758         if (ret == 0) {
4759                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4760
4761                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4762                         ret = -EFAULT;
4763                 else
4764                         ret = retlen;
4765         }
4766         free_cpumask_var(mask);
4767
4768         return ret;
4769 }
4770
4771 /**
4772  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4773  *
4774  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4775  * other threads running on this CPU then this function will return.
4776  *
4777  * Return: 0.
4778  */
4779 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4780 {
4781         struct rq_flags rf;
4782         struct rq *rq;
4783
4784         local_irq_disable();
4785         rq = this_rq();
4786         rq_lock(rq, &rf);
4787
4788         schedstat_inc(rq->yld_count);
4789         current->sched_class->yield_task(rq);
4790
4791         /*
4792          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4793          * no need to preempt or enable interrupts:
4794          */
4795         preempt_disable();
4796         rq_unlock(rq, &rf);
4797         sched_preempt_enable_no_resched();
4798
4799         schedule();
4800
4801         return 0;
4802 }
4803
4804 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4805 int __sched _cond_resched(void)
4806 {
4807         if (should_resched(0)) {
4808                 preempt_schedule_common();
4809                 return 1;
4810         }
4811         return 0;
4812 }
4813 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4814 #endif
4815
4816 /*
4817  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4818  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4819  *
4820  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4821  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4822  * spin_unlock(), once by hand).
4823  */
4824 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4825 {
4826         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4827         int ret = 0;
4828
4829         lockdep_assert_held(lock);
4830
4831         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4832                 spin_unlock(lock);
4833                 if (resched)
4834                         preempt_schedule_common();
4835                 else
4836                         cpu_relax();
4837                 ret = 1;
4838                 spin_lock(lock);
4839         }
4840         return ret;
4841 }
4842 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4843
4844 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4845 {
4846         BUG_ON(!in_softirq());
4847
4848         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4849                 local_bh_enable();
4850                 preempt_schedule_common();
4851                 local_bh_disable();
4852                 return 1;
4853         }
4854         return 0;
4855 }
4856 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4857
4858 /**
4859  * yield - yield the current processor to other threads.
4860  *
4861  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4862  *
4863  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4864  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4865  * it, its already broken.
4866  *
4867  * Typical broken usage is:
4868  *
4869  * while (!event)
4870  *      yield();
4871  *
4872  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4873  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4874  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4875  *
4876  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4877  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4878  * If you still want to use yield(), do not!
4879  */
4880 void __sched yield(void)
4881 {
4882         set_current_state(TASK_RUNNING);
4883         sys_sched_yield();
4884 }
4885 EXPORT_SYMBOL(yield);
4886
4887 /**
4888  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4889  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4890  * processor it's on.
4891  * @p: target task
4892  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4893  *
4894  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4895  * can't go away on us before we can do any checks.
4896  *
4897  * Return:
4898  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4899  *      false (0) if we failed to boost the target.
4900  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4901  */
4902 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4903 {
4904         struct task_struct *curr = current;
4905         struct rq *rq, *p_rq;
4906         unsigned long flags;
4907         int yielded = 0;
4908
4909         local_irq_save(flags);
4910         rq = this_rq();
4911
4912 again:
4913         p_rq = task_rq(p);
4914         /*
4915          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4916          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4917          */
4918         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4919                 yielded = -ESRCH;
4920                 goto out_irq;
4921         }
4922
4923         double_rq_lock(rq, p_rq);
4924         if (task_rq(p) != p_rq) {
4925                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4926                 goto again;
4927         }
4928
4929         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4930                 goto out_unlock;
4931
4932         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4933                 goto out_unlock;
4934
4935         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4936                 goto out_unlock;
4937
4938         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4939         if (yielded) {
4940                 schedstat_inc(rq->yld_count);
4941                 /*
4942                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4943                  * fairness.
4944                  */
4945                 if (preempt && rq != p_rq)
4946                         resched_curr(p_rq);
4947         }
4948
4949 out_unlock:
4950         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4951 out_irq:
4952         local_irq_restore(flags);
4953
4954         if (yielded > 0)
4955                 schedule();
4956
4957         return yielded;
4958 }
4959 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4960
4961 int io_schedule_prepare(void)
4962 {
4963         int old_iowait = current->in_iowait;
4964
4965         current->in_iowait = 1;
4966         blk_schedule_flush_plug(current);
4967
4968         return old_iowait;
4969 }
4970
4971 void io_schedule_finish(int token)
4972 {
4973         current->in_iowait = token;
4974 }
4975
4976 /*
4977  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4978  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4979  */
4980 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4981 {
4982         int token;
4983         long ret;
4984
4985         token = io_schedule_prepare();
4986         ret = schedule_timeout(timeout);
4987         io_schedule_finish(token);
4988
4989         return ret;
4990 }
4991 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
4992
4993 void io_schedule(void)
4994 {
4995         int token;
4996
4997         token = io_schedule_prepare();
4998         schedule();
4999         io_schedule_finish(token);
5000 }
5001 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5002
5003 /**
5004  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5005  * @policy: scheduling class.
5006  *
5007  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5008  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5009  * On failure, a negative error code is returned.
5010  */
5011 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5012 {
5013         int ret = -EINVAL;
5014
5015         switch (policy) {
5016         case SCHED_FIFO:
5017         case SCHED_RR:
5018                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5019                 break;
5020         case SCHED_DEADLINE:
5021         case SCHED_NORMAL:
5022         case SCHED_BATCH:
5023         case SCHED_IDLE:
5024                 ret = 0;
5025                 break;
5026         }
5027         return ret;
5028 }
5029
5030 /**
5031  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5032  * @policy: scheduling class.
5033  *
5034  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5035  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5036  * On failure, a negative error code is returned.
5037  */
5038 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5039 {
5040         int ret = -EINVAL;
5041
5042         switch (policy) {
5043         case SCHED_FIFO:
5044         case SCHED_RR:
5045                 ret = 1;
5046                 break;
5047         case SCHED_DEADLINE:
5048         case SCHED_NORMAL:
5049         case SCHED_BATCH:
5050         case SCHED_IDLE:
5051                 ret = 0;
5052         }
5053         return ret;
5054 }
5055
5056 /**
5057  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5058  * @pid: pid of the process.
5059  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5060  *
5061  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5062  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5063  *
5064  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5065  * an error code.
5066  */
5067 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5068                 struct timespec __user *, interval)
5069 {
5070         struct task_struct *p;
5071         unsigned int time_slice;
5072         struct rq_flags rf;
5073         struct timespec t;
5074         struct rq *rq;
5075         int retval;
5076
5077         if (pid < 0)
5078                 return -EINVAL;
5079
5080         retval = -ESRCH;
5081         rcu_read_lock();
5082         p = find_process_by_pid(pid);
5083         if (!p)
5084                 goto out_unlock;
5085
5086         retval = security_task_getscheduler(p);
5087         if (retval)
5088                 goto out_unlock;
5089
5090         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5091         time_slice = 0;
5092         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5093                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5094         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5095
5096         rcu_read_unlock();
5097         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5098         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5099         return retval;
5100
5101 out_unlock:
5102         rcu_read_unlock();
5103         return retval;
5104 }
5105
5106 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5107
5108 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5109 {
5110         unsigned long free = 0;
5111         int ppid;
5112         unsigned long state = p->state;
5113
5114         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5115         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5116
5117         if (!try_get_task_stack(p))
5118                 return;
5119         if (state)
5120                 state = __ffs(state) + 1;
5121         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5122                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5123         if (state == TASK_RUNNING)
5124                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5125 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5126         free = stack_not_used(p);
5127 #endif
5128         ppid = 0;
5129         rcu_read_lock();
5130         if (pid_alive(p))
5131                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5132         rcu_read_unlock();
5133         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5134                 task_pid_nr(p), ppid,
5135                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5136
5137         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5138         show_stack(p, NULL);
5139         put_task_stack(p);
5140 }
5141
5142 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5143 {
5144         struct task_struct *g, *p;
5145
5146 #if BITS_PER_LONG == 32
5147         printk(KERN_INFO
5148                 "  task                PC stack   pid father\n");
5149 #else
5150         printk(KERN_INFO
5151                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5152 #endif
5153         rcu_read_lock();
5154         for_each_process_thread(g, p) {
5155                 /*
5156                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5157                  * console might take a lot of time:
5158                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5159                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5160                  * an IPI.
5161                  */
5162                 touch_nmi_watchdog();
5163                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5164                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5165                         sched_show_task(p);
5166         }
5167
5168 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5169         if (!state_filter)
5170                 sysrq_sched_debug_show();
5171 #endif
5172         rcu_read_unlock();
5173         /*
5174          * Only show locks if all tasks are dumped:
5175          */
5176         if (!state_filter)
5177                 debug_show_all_locks();
5178 }
5179
5180 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5181 {
5182         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5183 }
5184
5185 /**
5186  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5187  * @idle: task in question
5188  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5189  *
5190  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5191  * flag, to make booting more robust.
5192  */
5193 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5194 {
5195         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5196         unsigned long flags;
5197
5198         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5199         raw_spin_lock(&rq->lock);
5200
5201         __sched_fork(0, idle);
5202         idle->state = TASK_RUNNING;
5203         idle->se.exec_start = sched_clock();
5204         idle->flags |= PF_IDLE;
5205
5206         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5207
5208 #ifdef CONFIG_SMP
5209         /*
5210          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5211          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5212          *
5213          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5214          */
5215         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5216 #endif
5217         /*
5218          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5219          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5220          * lockdep check in task_group() will fail.
5221          *
5222          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5223          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5224          *
5225          * Silence PROVE_RCU
5226          */
5227         rcu_read_lock();
5228         __set_task_cpu(idle, cpu);
5229         rcu_read_unlock();
5230
5231         rq->curr = rq->idle = idle;
5232         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5233 #ifdef CONFIG_SMP
5234         idle->on_cpu = 1;
5235 #endif
5236         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5237         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5238
5239         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5240         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5241
5242         /*
5243          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5244          */
5245         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5246         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5247         vtime_init_idle(idle, cpu);
5248 #ifdef CONFIG_SMP
5249         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5250 #endif
5251 }
5252
5253 #ifdef CONFIG_SMP
5254
5255 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5256                               const struct cpumask *trial)
5257 {
5258         int ret = 1;
5259
5260         if (!cpumask_weight(cur))
5261                 return ret;
5262
5263         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5264
5265         return ret;
5266 }
5267
5268 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5269                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5270 {
5271         int ret = 0;
5272
5273         /*
5274          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5275          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5276          * affinity and isolating such threads by their set of
5277          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5278          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5279          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5280          * before cpus_allowed may be changed.
5281          */
5282         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5283                 ret = -EINVAL;
5284                 goto out;
5285         }
5286
5287         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5288                                               cs_cpus_allowed))
5289                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5290
5291 out:
5292         return ret;
5293 }
5294
5295 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5296
5297 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5298 /* Migrate current task p to target_cpu */
5299 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5300 {
5301         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5302         int curr_cpu = task_cpu(p);
5303
5304         if (curr_cpu == target_cpu)
5305                 return 0;
5306
5307         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5308                 return -EINVAL;
5309
5310         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5311
5312         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5313         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5314 }
5315
5316 /*
5317  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5318  * tasks on the runqueues
5319  */
5320 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5321 {
5322         bool queued, running;
5323         struct rq_flags rf;
5324         struct rq *rq;
5325
5326         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5327         queued = task_on_rq_queued(p);
5328         running = task_current(rq, p);
5329
5330         if (queued)
5331                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5332         if (running)
5333                 put_prev_task(rq, p);
5334
5335         p->numa_preferred_nid = nid;
5336
5337         if (queued)
5338                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5339         if (running)
5340                 set_curr_task(rq, p);
5341         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5342 }
5343 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5344
5345 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5346 /*
5347  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5348  * offline.
5349  */
5350 void idle_task_exit(void)
5351 {
5352         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5353
5354         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5355
5356         if (mm != &init_mm) {
5357                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5358                 finish_arch_post_lock_switch();
5359         }
5360         mmdrop(mm);
5361 }
5362
5363 /*
5364  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5365  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5366  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5367  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5368  * calculation.
5369  *
5370  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5371  */
5372 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5373 {
5374         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5375         if (delta)
5376                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5377 }
5378
5379 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5380 {
5381 }
5382
5383 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5384         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5385 };
5386
5387 static struct task_struct fake_task = {
5388         /*
5389          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5390          */
5391         .prio = MAX_PRIO + 1,
5392         .sched_class = &fake_sched_class,
5393 };
5394
5395 /*
5396  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5397  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5398  *
5399  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5400  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5401  * because of lock validation efforts.
5402  */
5403 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5404 {
5405         struct rq *rq = dead_rq;
5406         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5407         struct rq_flags orf = *rf;
5408         int dest_cpu;
5409
5410         /*
5411          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5412          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5413          *
5414          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5415          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5416          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5417          * done here.
5418          */
5419         rq->stop = NULL;
5420
5421         /*
5422          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5423          * class method both need to have an up-to-date
5424          * value of rq->clock[_task]
5425          */
5426         update_rq_clock(rq);
5427
5428         for (;;) {
5429                 /*
5430                  * There's this thread running, bail when that's the only
5431                  * remaining thread:
5432                  */
5433                 if (rq->nr_running == 1)
5434                         break;
5435
5436                 /*
5437                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5438                  */
5439                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5440                 BUG_ON(!next);
5441                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5442
5443                 /*
5444                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5445                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5446                  * stabilizes the mask.
5447                  *
5448                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5449                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5450                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5451                  */
5452                 rq_unlock(rq, rf);
5453                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5454                 rq_relock(rq, rf);
5455
5456                 /*
5457                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5458                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5459                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5460                  */
5461                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5462                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5463                         continue;
5464                 }
5465
5466                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5467                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5468                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5469                 if (rq != dead_rq) {
5470                         rq_unlock(rq, rf);
5471                         rq = dead_rq;
5472                         *rf = orf;
5473                         rq_relock(rq, rf);
5474                 }
5475                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5476         }
5477
5478         rq->stop = stop;
5479 }
5480 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5481
5482 void set_rq_online(struct rq *rq)
5483 {
5484         if (!rq->online) {
5485                 const struct sched_class *class;
5486
5487                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5488                 rq->online = 1;
5489
5490                 for_each_class(class) {
5491                         if (class->rq_online)
5492                                 class->rq_online(rq);
5493                 }
5494         }
5495 }
5496
5497 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5498 {
5499         if (rq->online) {
5500                 const struct sched_class *class;
5501
5502                 for_each_class(class) {
5503                         if (class->rq_offline)
5504                                 class->rq_offline(rq);
5505                 }
5506
5507                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5508                 rq->online = 0;
5509         }
5510 }
5511
5512 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5513 {
5514         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5515
5516         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5517 }
5518
5519 /*
5520  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5521  */
5522 static int num_cpus_frozen;
5523
5524 /*
5525  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5526  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5527  * around partition_sched_domains().
5528  *
5529  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5530  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5531  */
5532 static void cpuset_cpu_active(void)
5533 {
5534         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5535                 /*
5536                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5537                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5538                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5539                  * domain, ignoring cpusets.
5540                  */
5541                 num_cpus_frozen--;
5542                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5543                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5544                         return;
5545                 }
5546                 /*
5547                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5548                  * restore the original sched domains by considering the
5549                  * cpuset configurations.
5550                  */
5551         }
5552         cpuset_update_active_cpus();
5553 }
5554
5555 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5556 {
5557         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5558                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5559                         return -EBUSY;
5560                 cpuset_update_active_cpus();
5561         } else {
5562                 num_cpus_frozen++;
5563                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5564         }
5565         return 0;
5566 }
5567
5568 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5569 {
5570         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5571         struct rq_flags rf;
5572
5573         set_cpu_active(cpu, true);
5574
5575         if (sched_smp_initialized) {
5576                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5577                 cpuset_cpu_active();
5578         }
5579
5580         /*
5581          * Put the rq online, if not already. This happens:
5582          *
5583          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5584          *    after all CPUs have been brought up.
5585          *
5586          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5587          *    domains.
5588          */
5589         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5590         if (rq->rd) {
5591                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5592                 set_rq_online(rq);
5593         }
5594         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5595
5596         update_max_interval();
5597
5598         return 0;
5599 }
5600
5601 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5602 {
5603         int ret;
5604
5605         set_cpu_active(cpu, false);
5606         /*
5607          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5608          * users of this state to go away such that all new such users will
5609          * observe it.
5610          *
5611          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5612          */
5613         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5614
5615         if (!sched_smp_initialized)
5616                 return 0;
5617
5618         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5619         if (ret) {
5620                 set_cpu_active(cpu, true);
5621                 return ret;
5622         }
5623         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5624         return 0;
5625 }
5626
5627 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5628 {
5629         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5630
5631         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5632         update_max_interval();
5633 }
5634
5635 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5636 {
5637         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5638         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5639         return 0;
5640 }
5641
5642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5643 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5644 {
5645         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5646         struct rq_flags rf;
5647
5648         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5649         sched_ttwu_pending();
5650
5651         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5652         if (rq->rd) {
5653                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5654                 set_rq_offline(rq);
5655         }
5656         migrate_tasks(rq, &rf);
5657         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5658         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5659
5660         calc_load_migrate(rq);
5661         update_max_interval();
5662         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5663         hrtick_clear(rq);
5664         return 0;
5665 }
5666 #endif
5667
5668 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5669 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5670
5671 static void sched_init_smt(void)
5672 {
5673         /*
5674          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5675          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5676          */
5677         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5678                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5679 }
5680 #else
5681 static inline void sched_init_smt(void) { }
5682 #endif
5683
5684 void __init sched_init_smp(void)
5685 {
5686         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5687
5688         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5689
5690         sched_init_numa();
5691
5692         /*
5693          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5694          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5695          * happen.
5696          */
5697         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5698         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5699         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5700         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5701                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5702         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5703
5704         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5705         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5706                 BUG();
5707         sched_init_granularity();
5708         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5709
5710         init_sched_rt_class();
5711         init_sched_dl_class();
5712
5713         sched_init_smt();
5714
5715         sched_smp_initialized = true;
5716 }
5717
5718 static int __init migration_init(void)
5719 {
5720         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5721         return 0;
5722 }
5723 early_initcall(migration_init);
5724
5725 #else
5726 void __init sched_init_smp(void)
5727 {
5728         sched_init_granularity();
5729 }
5730 #endif /* CONFIG_SMP */
5731
5732 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5733 {
5734         return in_lock_functions(addr) ||
5735                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5736                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5737 }
5738
5739 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5740 /*
5741  * Default task group.
5742  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5743  */
5744 struct task_group root_task_group;
5745 LIST_HEAD(task_groups);
5746
5747 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5748 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5749 #endif
5750
5751 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5752 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5753
5754 void __init sched_init(void)
5755 {
5756         int i, j;
5757         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5758
5759         sched_clock_init();
5760         wait_bit_init();
5761
5762 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5763         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5764 #endif
5765 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5766         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5767 #endif
5768         if (alloc_size) {
5769                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5770
5771 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5772                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5773                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5774
5775                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5776                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5777
5778 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5779 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5780                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5781                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5782
5783                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5784                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5785
5786 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5787         }
5788 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5789         for_each_possible_cpu(i) {
5790                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5791                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5792                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5793                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5794         }
5795 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5796
5797         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5798         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5799
5800 #ifdef CONFIG_SMP
5801         init_defrootdomain();
5802 #endif
5803
5804 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5805         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
5806                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
5807 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5808
5809 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5810         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
5811
5812         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
5813         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
5814         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
5815         autogroup_init(&init_task);
5816 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
5817
5818         for_each_possible_cpu(i) {
5819                 struct rq *rq;
5820
5821                 rq = cpu_rq(i);
5822                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
5823                 rq->nr_running = 0;
5824                 rq->calc_load_active = 0;
5825                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5826                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
5827                 init_rt_rq(&rq->rt);
5828                 init_dl_rq(&rq->dl);
5829 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5830                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
5831                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
5832                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
5833                 /*
5834                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
5835                  *
5836                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
5837                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
5838                  * system CPU resource is divided among the tasks of
5839                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
5840                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
5841                  * (se->load.weight).
5842                  *
5843                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
5844                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
5845                  * then A0's share of the CPU resource is:
5846                  *
5847                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
5848                  *
5849                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
5850                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
5851                  */
5852                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
5853                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
5854 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5855
5856                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
5857 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5858                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
5859 #endif
5860
5861                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
5862                         rq->cpu_load[j] = 0;
5863
5864 #ifdef CONFIG_SMP
5865                 rq->sd = NULL;
5866                 rq->rd = NULL;
5867                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
5868                 rq->balance_callback = NULL;
5869                 rq->active_balance = 0;
5870                 rq->next_balance = jiffies;
5871                 rq->push_cpu = 0;
5872                 rq->cpu = i;
5873                 rq->online = 0;
5874                 rq->idle_stamp = 0;
5875                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
5876                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
5877
5878                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
5879
5880                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
5881 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5882                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
5883                 rq->nohz_flags = 0;
5884 #endif
5885 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5886                 rq->last_sched_tick = 0;
5887 #endif
5888 #endif /* CONFIG_SMP */
5889                 init_rq_hrtick(rq);
5890                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
5891         }
5892
5893         set_load_weight(&init_task);
5894
5895         /*
5896          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
5897          */
5898         mmgrab(&init_mm);
5899         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
5900
5901         /*
5902          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
5903          * called from this thread, however somewhere below it might be,
5904          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
5905          * when this runqueue becomes "idle".
5906          */
5907         init_idle(current, smp_processor_id());
5908
5909         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
5910
5911 #ifdef CONFIG_SMP
5912         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
5913         if (cpu_isolated_map == NULL)
5914                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
5915         idle_thread_set_boot_cpu();
5916         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
5917 #endif
5918         init_sched_fair_class();
5919
5920         init_schedstats();
5921
5922         scheduler_running = 1;
5923 }
5924
5925 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5926 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
5927 {
5928         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
5929
5930         return (nested == preempt_offset);
5931 }
5932
5933 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5934 {
5935         /*
5936          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
5937          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
5938          * otherwise we will destroy state.
5939          */
5940         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
5941                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
5942                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
5943                         current->state,
5944                         (void *)current->task_state_change,
5945                         (void *)current->task_state_change);
5946
5947         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
5948 }
5949 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
5950
5951 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
5952 {
5953         /* Ratelimiting timestamp: */
5954         static unsigned long prev_jiffy;
5955
5956         unsigned long preempt_disable_ip;
5957
5958         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
5959         rcu_sleep_check();
5960
5961         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
5962              !is_idle_task(current)) ||
5963             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
5964             oops_in_progress)
5965                 return;
5966
5967         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
5968                 return;
5969         prev_jiffy = jiffies;
5970
5971         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
5972         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5973
5974         printk(KERN_ERR
5975                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
5976                         file, line);
5977         printk(KERN_ERR
5978                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
5979                         in_atomic(), irqs_disabled(),
5980                         current->pid, current->comm);
5981
5982         if (task_stack_end_corrupted(current))
5983                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
5984
5985         debug_show_held_locks(current);
5986         if (irqs_disabled())
5987                 print_irqtrace_events(current);
5988         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5989             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
5990                 pr_err("Preemption disabled at:");
5991                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
5992                 pr_cont("\n");
5993         }
5994         dump_stack();
5995         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5996 }
5997 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
5998 #endif
5999
6000 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6001 void normalize_rt_tasks(void)
6002 {
6003         struct task_struct *g, *p;
6004         struct sched_attr attr = {
6005                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6006         };
6007
6008         read_lock(&tasklist_lock);
6009         for_each_process_thread(g, p) {
6010                 /*
6011                  * Only normalize user tasks:
6012                  */
6013                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6014                         continue;
6015
6016                 p->se.exec_start = 0;
6017                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6018                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6019                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6020
6021                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6022                         /*
6023                          * Renice negative nice level userspace
6024                          * tasks back to 0:
6025                          */
6026                         if (task_nice(p) < 0)
6027                                 set_user_nice(p, 0);
6028                         continue;
6029                 }
6030
6031                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6032         }
6033         read_unlock(&tasklist_lock);
6034 }
6035
6036 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6037
6038 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6039 /*
6040  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6041  *
6042  * They can only be called when the whole system has been
6043  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6044  * activity can take place. Using them for anything else would
6045  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6046  * under any other configuration.
6047  */
6048
6049 /**
6050  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6051  * @cpu: the processor in question.
6052  *
6053  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6054  *
6055  * Return: The current task for @cpu.
6056  */
6057 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6058 {
6059         return cpu_curr(cpu);
6060 }
6061
6062 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6063
6064 #ifdef CONFIG_IA64
6065 /**
6066  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6067  * @cpu: the processor in question.
6068  * @p: the task pointer to set.
6069  *
6070  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6071  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6072  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6073  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6074  * and caller must save the original value of the current task (see
6075  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6076  * re-starting the system.
6077  *
6078  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6079  */
6080 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6081 {
6082         cpu_curr(cpu) = p;
6083 }
6084
6085 #endif
6086
6087 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6088 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6089 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6090
6091 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6092 {
6093         free_fair_sched_group(tg);
6094         free_rt_sched_group(tg);
6095         autogroup_free(tg);
6096         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6097 }
6098
6099 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6100 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6101 {
6102         struct task_group *tg;
6103
6104         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6105         if (!tg)
6106                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6107
6108         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6109                 goto err;
6110
6111         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6112                 goto err;
6113
6114         return tg;
6115
6116 err:
6117         sched_free_group(tg);
6118         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6119 }
6120
6121 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6122 {
6123         unsigned long flags;
6124
6125         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6126         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6127
6128         /* Root should already exist: */
6129         WARN_ON(!parent);
6130
6131         tg->parent = parent;
6132         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6133         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6134         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6135
6136         online_fair_sched_group(tg);
6137 }
6138
6139 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6140 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6141 {
6142         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6143         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6144 }
6145
6146 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6147 {
6148         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6149         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6150 }
6151
6152 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6153 {
6154         unsigned long flags;
6155
6156         /* End participation in shares distribution: */
6157         unregister_fair_sched_group(tg);
6158
6159         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6160         list_del_rcu(&tg->list);
6161         list_del_rcu(&tg->siblings);
6162         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6163 }
6164
6165 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6166 {
6167         struct task_group *tg;
6168
6169         /*
6170          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6171          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6172          * to prevent lockdep warnings.
6173          */
6174         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6175                           struct task_group, css);
6176         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6177         tsk->sched_task_group = tg;
6178
6179 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6180         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6181                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6182         else
6183 #endif
6184                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6185 }
6186
6187 /*
6188  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6189  *
6190  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6191  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6192  * its new group.
6193  */
6194 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6195 {
6196         int queued, running, queue_flags =
6197                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6198         struct rq_flags rf;
6199         struct rq *rq;
6200
6201         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6202         update_rq_clock(rq);
6203
6204         running = task_current(rq, tsk);
6205         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6206
6207         if (queued)
6208                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6209         if (running)
6210                 put_prev_task(rq, tsk);
6211
6212         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6213
6214         if (queued)
6215                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6216         if (running)
6217                 set_curr_task(rq, tsk);
6218
6219         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6220 }
6221
6222 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6223 {
6224         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6225 }
6226
6227 static struct cgroup_subsys_state *
6228 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6229 {
6230         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6231         struct task_group *tg;
6232
6233         if (!parent) {
6234                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6235                 return &root_task_group.css;
6236         }
6237
6238         tg = sched_create_group(parent);
6239         if (IS_ERR(tg))
6240                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6241
6242         return &tg->css;
6243 }
6244
6245 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6246 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6247 {
6248         struct task_group *tg = css_tg(css);
6249         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6250
6251         if (parent)
6252                 sched_online_group(tg, parent);
6253         return 0;
6254 }
6255
6256 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6257 {
6258         struct task_group *tg = css_tg(css);
6259
6260         sched_offline_group(tg);
6261 }
6262
6263 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6264 {
6265         struct task_group *tg = css_tg(css);
6266
6267         /*
6268          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6269          */
6270         sched_free_group(tg);
6271 }
6272
6273 /*
6274  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6275  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6276  */
6277 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6278 {
6279         struct rq_flags rf;
6280         struct rq *rq;
6281
6282         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6283
6284         update_rq_clock(rq);
6285         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6286
6287         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6288 }
6289
6290 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6291 {
6292         struct task_struct *task;
6293         struct cgroup_subsys_state *css;
6294         int ret = 0;
6295
6296         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6297 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6298                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6299                         return -EINVAL;
6300 #else
6301                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6302                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6303                         return -EINVAL;
6304 #endif
6305                 /*
6306                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6307                  * running, we're sure to observe its full state.
6308                  */
6309                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6310                 /*
6311                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6312                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6313                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6314                  */
6315                 if (task->state == TASK_NEW)
6316                         ret = -EINVAL;
6317                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6318
6319                 if (ret)
6320                         break;
6321         }
6322         return ret;
6323 }
6324
6325 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6326 {
6327         struct task_struct *task;
6328         struct cgroup_subsys_state *css;
6329
6330         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6331                 sched_move_task(task);
6332 }
6333
6334 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6335 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6336                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6337 {
6338         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6339 }
6340
6341 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6342                                struct cftype *cft)
6343 {
6344         struct task_group *tg = css_tg(css);
6345
6346         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6347 }
6348
6349 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6350 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6351
6352 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6353 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6354
6355 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6356
6357 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6358 {
6359         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6360         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6361
6362         if (tg == &root_task_group)
6363                 return -EINVAL;
6364
6365         /*
6366          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6367          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6368          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6369          */
6370         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6371                 return -EINVAL;
6372
6373         /*
6374          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6375          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6376          * feasibility.
6377          */
6378         if (period > max_cfs_quota_period)
6379                 return -EINVAL;
6380
6381         /*
6382          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6383          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6384          */
6385         get_online_cpus();
6386         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6387         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6388         if (ret)
6389                 goto out_unlock;
6390
6391         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6392         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6393         /*
6394          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6395          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6396          */
6397         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6398                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6399         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6400         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6401         cfs_b->quota = quota;
6402
6403         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6404
6405         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6406         if (runtime_enabled)
6407                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6408
6409         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6410
6411         for_each_online_cpu(i) {
6412                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6413                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6414                 struct rq_flags rf;
6415
6416                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6417                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6418                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6419
6420                 if (cfs_rq->throttled)
6421                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6422                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6423         }
6424         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6425                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6426 out_unlock:
6427         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6428         put_online_cpus();
6429
6430         return ret;
6431 }
6432
6433 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6434 {
6435         u64 quota, period;
6436
6437         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6438         if (cfs_quota_us < 0)
6439                 quota = RUNTIME_INF;
6440         else
6441                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6442
6443         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6444 }
6445
6446 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6447 {
6448         u64 quota_us;
6449
6450         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6451                 return -1;
6452
6453         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6454         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6455
6456         return quota_us;
6457 }
6458
6459 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6460 {
6461         u64 quota, period;
6462
6463         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6464         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6465
6466         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6467 }
6468
6469 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6470 {
6471         u64 cfs_period_us;
6472
6473         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6474         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6475
6476         return cfs_period_us;
6477 }
6478
6479 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6480                                   struct cftype *cft)
6481 {
6482         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6483 }
6484
6485 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6486                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6487 {
6488         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6489 }
6490
6491 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6492                                    struct cftype *cft)
6493 {
6494         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6495 }
6496
6497 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6498                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6499 {
6500         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6501 }
6502
6503 struct cfs_schedulable_data {
6504         struct task_group *tg;
6505         u64 period, quota;
6506 };
6507
6508 /*
6509  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6510  * note: units are usecs
6511  */
6512 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6513                                struct cfs_schedulable_data *d)
6514 {
6515         u64 quota, period;
6516
6517         if (tg == d->tg) {
6518                 period = d->period;
6519                 quota = d->quota;
6520         } else {
6521                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6522                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6523         }
6524
6525         /* note: these should typically be equivalent */
6526         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6527                 return RUNTIME_INF;
6528
6529         return to_ratio(period, quota);
6530 }
6531
6532 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6533 {
6534         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6535         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6536         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6537
6538         if (!tg->parent) {
6539                 quota = RUNTIME_INF;
6540         } else {
6541                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6542
6543                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6544                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6545
6546                 /*
6547                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
6548                  * limit is set:
6549                  */
6550                 if (quota == RUNTIME_INF)
6551                         quota = parent_quota;
6552                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6553                         return -EINVAL;
6554         }
6555         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6556
6557         return 0;
6558 }
6559
6560 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6561 {
6562         int ret;
6563         struct cfs_schedulable_data data = {
6564                 .tg = tg,
6565                 .period = period,
6566                 .quota = quota,
6567         };
6568
6569         if (quota != RUNTIME_INF) {
6570                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6571                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6572         }
6573
6574         rcu_read_lock();
6575         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6576         rcu_read_unlock();
6577
6578         return ret;
6579 }
6580
6581 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
6582 {
6583         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6584         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6585
6586         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6587         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6588         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6589
6590         return 0;
6591 }
6592 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6593 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6594
6595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6596 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6597                                 struct cftype *cft, s64 val)
6598 {
6599         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6600 }
6601
6602 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6603                                struct cftype *cft)
6604 {
6605         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6606 }
6607
6608 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6609                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6610 {
6611         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6612 }
6613
6614 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6615                                    struct cftype *cft)
6616 {
6617         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6618 }
6619 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6620
6621 static struct cftype cpu_files[] = {
6622 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6623         {
6624                 .name = "shares",
6625                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6626                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6627         },
6628 #endif
6629 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6630         {
6631                 .name = "cfs_quota_us",
6632                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6633                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6634         },
6635         {
6636                 .name = "cfs_period_us",
6637                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6638                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6639         },
6640         {
6641                 .name = "stat",
6642                 .seq_show = cpu_stats_show,
6643         },
6644 #endif
6645 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6646         {
6647                 .name = "rt_runtime_us",
6648                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6649                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6650         },
6651         {
6652                 .name = "rt_period_us",
6653                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6654                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6655         },
6656 #endif
6657         { }     /* Terminate */
6658 };
6659
6660 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
6661         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
6662         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
6663         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
6664         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
6665         .fork           = cpu_cgroup_fork,
6666         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
6667         .attach         = cpu_cgroup_attach,
6668         .legacy_cftypes = cpu_files,
6669         .early_init     = true,
6670 };
6671
6672 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6673
6674 void dump_cpu_task(int cpu)
6675 {
6676         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
6677         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
6678 }
6679
6680 /*
6681  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
6682  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
6683  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
6684  * that remained on nice 0.
6685  *
6686  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
6687  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
6688  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
6689  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
6690  * the relative distance between them is ~25%.)
6691  */
6692 const int sched_prio_to_weight[40] = {
6693  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
6694  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
6695  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
6696  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
6697  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
6698  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
6699  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
6700  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
6701 };
6702
6703 /*
6704  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
6705  *
6706  * In cases where the weight does not change often, we can use the
6707  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
6708  * into multiplications:
6709  */
6710 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
6711  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
6712  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
6713  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
6714  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
6715  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
6716  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
6717  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
6718  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
6719 };