]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge branches 'for-4.13/ish' and 'for-4.13/ite' into for-linus
[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/cpuset.h>
14 #include <linux/delayacct.h>
15 #include <linux/init_task.h>
16 #include <linux/context_tracking.h>
17 #include <linux/rcupdate_wait.h>
18
19 #include <linux/blkdev.h>
20 #include <linux/kprobes.h>
21 #include <linux/mmu_context.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/nmi.h>
24 #include <linux/prefetch.h>
25 #include <linux/profile.h>
26 #include <linux/security.h>
27 #include <linux/syscalls.h>
28
29 #include <asm/switch_to.h>
30 #include <asm/tlb.h>
31 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
32 #include <asm/paravirt.h>
33 #endif
34
35 #include "sched.h"
36 #include "../workqueue_internal.h"
37 #include "../smpboot.h"
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/sched.h>
41
42 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
43
44 /*
45  * Debugging: various feature bits
46  */
47
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50
51 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
52 #include "features.h"
53         0;
54
55 #undef SCHED_FEAT
56
57 /*
58  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
59  * Limited because this is done with IRQs disabled.
60  */
61 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
62
63 /*
64  * period over which we average the RT time consumption, measured
65  * in ms.
66  *
67  * default: 1s
68  */
69 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
70
71 /*
72  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
73  * default: 1s
74  */
75 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
76
77 __read_mostly int scheduler_running;
78
79 /*
80  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
81  * default: 0.95s
82  */
83 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
84
85 /* CPUs with isolated domains */
86 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
87
88 /*
89  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
90  */
91 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
97
98         for (;;) {
99                 rq = task_rq(p);
100                 raw_spin_lock(&rq->lock);
101                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
102                         rq_pin_lock(rq, rf);
103                         return rq;
104                 }
105                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
106
107                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
108                         cpu_relax();
109         }
110 }
111
112 /*
113  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
114  */
115 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
116         __acquires(p->pi_lock)
117         __acquires(rq->lock)
118 {
119         struct rq *rq;
120
121         for (;;) {
122                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
123                 rq = task_rq(p);
124                 raw_spin_lock(&rq->lock);
125                 /*
126                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
127                  *
128                  *      ACQUIRE (rq->lock)
129                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
130                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
131                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
132                  *                                      [L] ->on_rq
133                  *      RELEASE (rq->lock)
134                  *
135                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
136                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
137                  *
138                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
139                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
140                  */
141                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
142                         rq_pin_lock(rq, rf);
143                         return rq;
144                 }
145                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
146                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
147
148                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
149                         cpu_relax();
150         }
151 }
152
153 /*
154  * RQ-clock updating methods:
155  */
156
157 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
158 {
159 /*
160  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
161  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
162  */
163 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
164         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
165 #endif
166 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
167         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
168
169         /*
170          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
171          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
172          * {soft,}irq region.
173          *
174          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
175          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
176          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
177          * monotonic.
178          *
179          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
180          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
181          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
182          * atomic ops.
183          */
184         if (irq_delta > delta)
185                 irq_delta = delta;
186
187         rq->prev_irq_time += irq_delta;
188         delta -= irq_delta;
189 #endif
190 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
191         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
192                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
193                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
194
195                 if (unlikely(steal > delta))
196                         steal = delta;
197
198                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
199                 delta -= steal;
200         }
201 #endif
202
203         rq->clock_task += delta;
204
205 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
206         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
207                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
208 #endif
209 }
210
211 void update_rq_clock(struct rq *rq)
212 {
213         s64 delta;
214
215         lockdep_assert_held(&rq->lock);
216
217         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
218                 return;
219
220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
221         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
222                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
223         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
224 #endif
225
226         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
227         if (delta < 0)
228                 return;
229         rq->clock += delta;
230         update_rq_clock_task(rq, delta);
231 }
232
233
234 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
235 /*
236  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
237  */
238
239 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
240 {
241         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
242                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
243 }
244
245 /*
246  * High-resolution timer tick.
247  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
248  */
249 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
250 {
251         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
252         struct rq_flags rf;
253
254         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
255
256         rq_lock(rq, &rf);
257         update_rq_clock(rq);
258         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
259         rq_unlock(rq, &rf);
260
261         return HRTIMER_NORESTART;
262 }
263
264 #ifdef CONFIG_SMP
265
266 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
267 {
268         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
269
270         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
271 }
272
273 /*
274  * called from hardirq (IPI) context
275  */
276 static void __hrtick_start(void *arg)
277 {
278         struct rq *rq = arg;
279         struct rq_flags rf;
280
281         rq_lock(rq, &rf);
282         __hrtick_restart(rq);
283         rq->hrtick_csd_pending = 0;
284         rq_unlock(rq, &rf);
285 }
286
287 /*
288  * Called to set the hrtick timer state.
289  *
290  * called with rq->lock held and irqs disabled
291  */
292 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
293 {
294         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
295         ktime_t time;
296         s64 delta;
297
298         /*
299          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
300          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
301          */
302         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
303         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
304
305         hrtimer_set_expires(timer, time);
306
307         if (rq == this_rq()) {
308                 __hrtick_restart(rq);
309         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
310                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
311                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
312         }
313 }
314
315 #else
316 /*
317  * Called to set the hrtick timer state.
318  *
319  * called with rq->lock held and irqs disabled
320  */
321 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
322 {
323         /*
324          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
325          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
326          */
327         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
328         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
329                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
330 }
331 #endif /* CONFIG_SMP */
332
333 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
334 {
335 #ifdef CONFIG_SMP
336         rq->hrtick_csd_pending = 0;
337
338         rq->hrtick_csd.flags = 0;
339         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
340         rq->hrtick_csd.info = rq;
341 #endif
342
343         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
344         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
345 }
346 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
347 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
348 {
349 }
350
351 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
352 {
353 }
354 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
355
356 /*
357  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
358  */
359 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
360         ({                                                              \
361                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
362                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
363                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
364                                                                         \
365                 for (;;) {                                              \
366                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
367                         if (_old == _val)                               \
368                                 break;                                  \
369                         _val = _old;                                    \
370                 }                                                       \
371         _old;                                                           \
372 })
373
374 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
375 /*
376  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
377  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
378  * spurious IPIs.
379  */
380 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
381 {
382         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
383         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
384 }
385
386 /*
387  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
388  *
389  * If this returns true, then the idle task promises to call
390  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
391  */
392 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
393 {
394         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
395         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
396
397         for (;;) {
398                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
399                         return false;
400                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
401                         return true;
402                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
403                 if (old == val)
404                         break;
405                 val = old;
406         }
407         return true;
408 }
409
410 #else
411 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
412 {
413         set_tsk_need_resched(p);
414         return true;
415 }
416
417 #ifdef CONFIG_SMP
418 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
419 {
420         return false;
421 }
422 #endif
423 #endif
424
425 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
426 {
427         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
428
429         /*
430          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
431          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
432          * wakeup due to that.
433          *
434          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
435          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
436          */
437         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
438                 return;
439
440         get_task_struct(task);
441
442         /*
443          * The head is context local, there can be no concurrency.
444          */
445         *head->lastp = node;
446         head->lastp = &node->next;
447 }
448
449 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
450 {
451         struct wake_q_node *node = head->first;
452
453         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
454                 struct task_struct *task;
455
456                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
457                 BUG_ON(!task);
458                 /* Task can safely be re-inserted now: */
459                 node = node->next;
460                 task->wake_q.next = NULL;
461
462                 /*
463                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
464                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
465                  */
466                 wake_up_process(task);
467                 put_task_struct(task);
468         }
469 }
470
471 /*
472  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
473  *
474  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
475  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
476  * the target CPU.
477  */
478 void resched_curr(struct rq *rq)
479 {
480         struct task_struct *curr = rq->curr;
481         int cpu;
482
483         lockdep_assert_held(&rq->lock);
484
485         if (test_tsk_need_resched(curr))
486                 return;
487
488         cpu = cpu_of(rq);
489
490         if (cpu == smp_processor_id()) {
491                 set_tsk_need_resched(curr);
492                 set_preempt_need_resched();
493                 return;
494         }
495
496         if (set_nr_and_not_polling(curr))
497                 smp_send_reschedule(cpu);
498         else
499                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
500 }
501
502 void resched_cpu(int cpu)
503 {
504         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
505         unsigned long flags;
506
507         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
508                 return;
509         resched_curr(rq);
510         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
515 /*
516  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
517  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
518  *
519  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
520  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
521  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
522  */
523 int get_nohz_timer_target(void)
524 {
525         int i, cpu = smp_processor_id();
526         struct sched_domain *sd;
527
528         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
529                 return cpu;
530
531         rcu_read_lock();
532         for_each_domain(cpu, sd) {
533                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
534                         if (cpu == i)
535                                 continue;
536
537                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
538                                 cpu = i;
539                                 goto unlock;
540                         }
541                 }
542         }
543
544         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
545                 cpu = housekeeping_any_cpu();
546 unlock:
547         rcu_read_unlock();
548         return cpu;
549 }
550
551 /*
552  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
553  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
554  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
555  * idle system the next event might even be infinite time into the
556  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
557  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
558  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
559  * wheel for the next timer event.
560  */
561 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
562 {
563         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
564
565         if (cpu == smp_processor_id())
566                 return;
567
568         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
569                 smp_send_reschedule(cpu);
570         else
571                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
572 }
573
574 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
575 {
576         /*
577          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
578          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
579          * If needed we can still optimize that later with an
580          * empty IRQ.
581          */
582         if (cpu_is_offline(cpu))
583                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
584         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
585                 if (cpu != smp_processor_id() ||
586                     tick_nohz_tick_stopped())
587                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
588                 return true;
589         }
590
591         return false;
592 }
593
594 /*
595  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
596  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
597  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
598  */
599 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
600 {
601         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
602                 wake_up_idle_cpu(cpu);
603 }
604
605 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
606 {
607         int cpu = smp_processor_id();
608
609         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
610                 return false;
611
612         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
613                 return true;
614
615         /*
616          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
617          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
618          */
619         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
620         return false;
621 }
622
623 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
624
625 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
626 {
627         return false;
628 }
629
630 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
631
632 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
633 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
634 {
635         int fifo_nr_running;
636
637         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
638         if (rq->dl.dl_nr_running)
639                 return false;
640
641         /*
642          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
643          * actual RR behaviour.
644          */
645         if (rq->rt.rr_nr_running) {
646                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
647                         return true;
648                 else
649                         return false;
650         }
651
652         /*
653          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
654          * forced preemption between FIFO tasks.
655          */
656         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
657         if (fifo_nr_running)
658                 return true;
659
660         /*
661          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
662          * if there's more than one we need the tick for involuntary
663          * preemption.
664          */
665         if (rq->nr_running > 1)
666                 return false;
667
668         return true;
669 }
670 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
671
672 void sched_avg_update(struct rq *rq)
673 {
674         s64 period = sched_avg_period();
675
676         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
677                 /*
678                  * Inline assembly required to prevent the compiler
679                  * optimising this loop into a divmod call.
680                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
681                  */
682                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
683                 rq->age_stamp += period;
684                 rq->rt_avg /= 2;
685         }
686 }
687
688 #endif /* CONFIG_SMP */
689
690 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
691                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
692 /*
693  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
694  * node and @up when leaving it for the final time.
695  *
696  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
697  */
698 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
699                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
700 {
701         struct task_group *parent, *child;
702         int ret;
703
704         parent = from;
705
706 down:
707         ret = (*down)(parent, data);
708         if (ret)
709                 goto out;
710         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
711                 parent = child;
712                 goto down;
713
714 up:
715                 continue;
716         }
717         ret = (*up)(parent, data);
718         if (ret || parent == from)
719                 goto out;
720
721         child = parent;
722         parent = parent->parent;
723         if (parent)
724                 goto up;
725 out:
726         return ret;
727 }
728
729 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
730 {
731         return 0;
732 }
733 #endif
734
735 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
736 {
737         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
738         struct load_weight *load = &p->se.load;
739
740         /*
741          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
742          */
743         if (idle_policy(p->policy)) {
744                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
745                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
746                 return;
747         }
748
749         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
750         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
751 }
752
753 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
754 {
755         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
756                 update_rq_clock(rq);
757
758         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
759                 sched_info_queued(rq, p);
760
761         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
762 }
763
764 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
765 {
766         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
767                 update_rq_clock(rq);
768
769         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
770                 sched_info_dequeued(rq, p);
771
772         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
773 }
774
775 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
776 {
777         if (task_contributes_to_load(p))
778                 rq->nr_uninterruptible--;
779
780         enqueue_task(rq, p, flags);
781 }
782
783 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
784 {
785         if (task_contributes_to_load(p))
786                 rq->nr_uninterruptible++;
787
788         dequeue_task(rq, p, flags);
789 }
790
791 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
792 {
793         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
794         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
795
796         if (stop) {
797                 /*
798                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
799                  * userspace knows about and won't get confused about.
800                  *
801                  * Also, it will make PI more or less work without too
802                  * much confusion -- but then, stop work should not
803                  * rely on PI working anyway.
804                  */
805                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
806
807                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
808         }
809
810         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
811
812         if (old_stop) {
813                 /*
814                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
815                  * it can die in pieces.
816                  */
817                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
818         }
819 }
820
821 /*
822  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
823  */
824 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
825 {
826         return p->static_prio;
827 }
828
829 /*
830  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
831  * without taking RT-inheritance into account. Might be
832  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
833  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
834  * estimator recalculates.
835  */
836 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
837 {
838         int prio;
839
840         if (task_has_dl_policy(p))
841                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
842         else if (task_has_rt_policy(p))
843                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
844         else
845                 prio = __normal_prio(p);
846         return prio;
847 }
848
849 /*
850  * Calculate the current priority, i.e. the priority
851  * taken into account by the scheduler. This value might
852  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
853  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
854  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
855  */
856 static int effective_prio(struct task_struct *p)
857 {
858         p->normal_prio = normal_prio(p);
859         /*
860          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
861          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
862          * to the normal priority:
863          */
864         if (!rt_prio(p->prio))
865                 return p->normal_prio;
866         return p->prio;
867 }
868
869 /**
870  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
871  * @p: the task in question.
872  *
873  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
874  */
875 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
876 {
877         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
878 }
879
880 /*
881  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
882  * use the balance_callback list if you want balancing.
883  *
884  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
885  * balance_callback().
886  */
887 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
888                                        const struct sched_class *prev_class,
889                                        int oldprio)
890 {
891         if (prev_class != p->sched_class) {
892                 if (prev_class->switched_from)
893                         prev_class->switched_from(rq, p);
894
895                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
896         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
897                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
898 }
899
900 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
901 {
902         const struct sched_class *class;
903
904         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
905                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
906         } else {
907                 for_each_class(class) {
908                         if (class == rq->curr->sched_class)
909                                 break;
910                         if (class == p->sched_class) {
911                                 resched_curr(rq);
912                                 break;
913                         }
914                 }
915         }
916
917         /*
918          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
919          * this case, we can save a useless back to back clock update.
920          */
921         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
922                 rq_clock_skip_update(rq, true);
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_SMP
926 /*
927  * This is how migration works:
928  *
929  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
930  *    stop_one_cpu().
931  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
932  *    off the CPU)
933  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
934  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
935  *    it and puts it into the right queue.
936  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
937  *    is done.
938  */
939
940 /*
941  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
942  *
943  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
944  */
945 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
946                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
947 {
948         lockdep_assert_held(&rq->lock);
949
950         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
951         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
952         set_task_cpu(p, new_cpu);
953         rq_unlock(rq, rf);
954
955         rq = cpu_rq(new_cpu);
956
957         rq_lock(rq, rf);
958         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
959         enqueue_task(rq, p, 0);
960         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
961         check_preempt_curr(rq, p, 0);
962
963         return rq;
964 }
965
966 struct migration_arg {
967         struct task_struct *task;
968         int dest_cpu;
969 };
970
971 /*
972  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
973  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
974  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
975  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
976  *
977  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
978  * as the task is no longer on this CPU.
979  */
980 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
981                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
982 {
983         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
984                 return rq;
985
986         /* Affinity changed (again). */
987         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
988                 return rq;
989
990         update_rq_clock(rq);
991         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
992
993         return rq;
994 }
995
996 /*
997  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
998  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
999  * 'pushing' onto another runqueue.
1000  */
1001 static int migration_cpu_stop(void *data)
1002 {
1003         struct migration_arg *arg = data;
1004         struct task_struct *p = arg->task;
1005         struct rq *rq = this_rq();
1006         struct rq_flags rf;
1007
1008         /*
1009          * The original target CPU might have gone down and we might
1010          * be on another CPU but it doesn't matter.
1011          */
1012         local_irq_disable();
1013         /*
1014          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1015          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1016          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1017          */
1018         sched_ttwu_pending();
1019
1020         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1021         rq_lock(rq, &rf);
1022         /*
1023          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1024          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1025          * we're holding p->pi_lock.
1026          */
1027         if (task_rq(p) == rq) {
1028                 if (task_on_rq_queued(p))
1029                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1030                 else
1031                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1032         }
1033         rq_unlock(rq, &rf);
1034         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1035
1036         local_irq_enable();
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1042  * actually call this function.
1043  */
1044 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1045 {
1046         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1047         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1048 }
1049
1050 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1051 {
1052         struct rq *rq = task_rq(p);
1053         bool queued, running;
1054
1055         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1056
1057         queued = task_on_rq_queued(p);
1058         running = task_current(rq, p);
1059
1060         if (queued) {
1061                 /*
1062                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1063                  * holding rq->lock.
1064                  */
1065                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1066                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1067         }
1068         if (running)
1069                 put_prev_task(rq, p);
1070
1071         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1072
1073         if (queued)
1074                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1075         if (running)
1076                 set_curr_task(rq, p);
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1081  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1082  * is removed from the allowed bitmask.
1083  *
1084  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1085  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1086  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1087  */
1088 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1089                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1090 {
1091         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1092         unsigned int dest_cpu;
1093         struct rq_flags rf;
1094         struct rq *rq;
1095         int ret = 0;
1096
1097         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1098         update_rq_clock(rq);
1099
1100         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1101                 /*
1102                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1103                  */
1104                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1105         }
1106
1107         /*
1108          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1109          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1110          */
1111         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1112                 ret = -EINVAL;
1113                 goto out;
1114         }
1115
1116         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1117                 goto out;
1118
1119         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1120                 ret = -EINVAL;
1121                 goto out;
1122         }
1123
1124         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1125
1126         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1127                 /*
1128                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1129                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1130                  */
1131                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1132                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1133                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1134         }
1135
1136         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1137         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1138                 goto out;
1139
1140         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1141         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1142                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1143                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1144                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1145                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1146                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1147                 return 0;
1148         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1149                 /*
1150                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1151                  * afterwards anyway.
1152                  */
1153                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1154         }
1155 out:
1156         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1157
1158         return ret;
1159 }
1160
1161 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1162 {
1163         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1164 }
1165 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1166
1167 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1168 {
1169 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1170         /*
1171          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1172          * ttwu() will sort out the placement.
1173          */
1174         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1175                         !p->on_rq);
1176
1177         /*
1178          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1179          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1180          * time relying on p->on_rq.
1181          */
1182         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1183                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1184                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1185
1186 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1187         /*
1188          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1189          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1190          *
1191          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1192          * see task_group().
1193          *
1194          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1195          * task_rq_lock().
1196          */
1197         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1198                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1199 #endif
1200 #endif
1201
1202         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1203
1204         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1205                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1206                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1207                 p->se.nr_migrations++;
1208                 perf_event_task_migrate(p);
1209         }
1210
1211         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1212 }
1213
1214 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1215 {
1216         if (task_on_rq_queued(p)) {
1217                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1218                 struct rq_flags srf, drf;
1219
1220                 src_rq = task_rq(p);
1221                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1222
1223                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1224                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1225
1226                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1227                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1228                 set_task_cpu(p, cpu);
1229                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1230                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1231                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1232
1233                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1234                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1235
1236         } else {
1237                 /*
1238                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1239                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1240                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1241                  */
1242                 p->wake_cpu = cpu;
1243         }
1244 }
1245
1246 struct migration_swap_arg {
1247         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1248         int src_cpu, dst_cpu;
1249 };
1250
1251 static int migrate_swap_stop(void *data)
1252 {
1253         struct migration_swap_arg *arg = data;
1254         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1255         int ret = -EAGAIN;
1256
1257         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1258                 return -EAGAIN;
1259
1260         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1261         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1262
1263         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1264                         &arg->dst_task->pi_lock);
1265         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1266
1267         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1268                 goto unlock;
1269
1270         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1271                 goto unlock;
1272
1273         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1274                 goto unlock;
1275
1276         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1277                 goto unlock;
1278
1279         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1280         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1281
1282         ret = 0;
1283
1284 unlock:
1285         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1286         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1287         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1288
1289         return ret;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * Cross migrate two tasks
1294  */
1295 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1296 {
1297         struct migration_swap_arg arg;
1298         int ret = -EINVAL;
1299
1300         arg = (struct migration_swap_arg){
1301                 .src_task = cur,
1302                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1303                 .dst_task = p,
1304                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1305         };
1306
1307         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1308                 goto out;
1309
1310         /*
1311          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1312          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1313          */
1314         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1315                 goto out;
1316
1317         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1318                 goto out;
1319
1320         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1321                 goto out;
1322
1323         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1324         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1325
1326 out:
1327         return ret;
1328 }
1329
1330 /*
1331  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1332  *
1333  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1334  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1335  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1336  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1337  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1338  * @p has remained unscheduled the whole time.
1339  *
1340  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1341  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1342  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1343  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1344  * waiting to become inactive.
1345  */
1346 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1347 {
1348         int running, queued;
1349         struct rq_flags rf;
1350         unsigned long ncsw;
1351         struct rq *rq;
1352
1353         for (;;) {
1354                 /*
1355                  * We do the initial early heuristics without holding
1356                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1357                  * the runqueue lock when things look like they will
1358                  * work out!
1359                  */
1360                 rq = task_rq(p);
1361
1362                 /*
1363                  * If the task is actively running on another CPU
1364                  * still, just relax and busy-wait without holding
1365                  * any locks.
1366                  *
1367                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1368                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1369                  * But we don't care, since "task_running()" will
1370                  * return false if the runqueue has changed and p
1371                  * is actually now running somewhere else!
1372                  */
1373                 while (task_running(rq, p)) {
1374                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1375                                 return 0;
1376                         cpu_relax();
1377                 }
1378
1379                 /*
1380                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1381                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1382                  * just go back and repeat.
1383                  */
1384                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1385                 trace_sched_wait_task(p);
1386                 running = task_running(rq, p);
1387                 queued = task_on_rq_queued(p);
1388                 ncsw = 0;
1389                 if (!match_state || p->state == match_state)
1390                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1391                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1392
1393                 /*
1394                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1395                  */
1396                 if (unlikely(!ncsw))
1397                         break;
1398
1399                 /*
1400                  * Was it really running after all now that we
1401                  * checked with the proper locks actually held?
1402                  *
1403                  * Oops. Go back and try again..
1404                  */
1405                 if (unlikely(running)) {
1406                         cpu_relax();
1407                         continue;
1408                 }
1409
1410                 /*
1411                  * It's not enough that it's not actively running,
1412                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1413                  * preempted!
1414                  *
1415                  * So if it was still runnable (but just not actively
1416                  * running right now), it's preempted, and we should
1417                  * yield - it could be a while.
1418                  */
1419                 if (unlikely(queued)) {
1420                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1421
1422                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1423                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1424                         continue;
1425                 }
1426
1427                 /*
1428                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1429                  * runnable, which means that it will never become
1430                  * running in the future either. We're all done!
1431                  */
1432                 break;
1433         }
1434
1435         return ncsw;
1436 }
1437
1438 /***
1439  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1440  * @p: the to-be-kicked thread
1441  *
1442  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1443  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1444  *
1445  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1446  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1447  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1448  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1449  * achieved as well.
1450  */
1451 void kick_process(struct task_struct *p)
1452 {
1453         int cpu;
1454
1455         preempt_disable();
1456         cpu = task_cpu(p);
1457         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1458                 smp_send_reschedule(cpu);
1459         preempt_enable();
1460 }
1461 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1462
1463 /*
1464  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1465  *
1466  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1467  *
1468  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1469  *
1470  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1471  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1472  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1473  *    see it.
1474  *
1475  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1476  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1477  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1478  *    off.
1479  *
1480  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1481  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1482  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1483  * to satisfy the above rules.
1484  */
1485 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1486 {
1487         int nid = cpu_to_node(cpu);
1488         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1489         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1490         int dest_cpu;
1491
1492         /*
1493          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1494          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1495          * select the CPU on the other node.
1496          */
1497         if (nid != -1) {
1498                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1499
1500                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1501                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1502                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1503                                 continue;
1504                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1505                                 return dest_cpu;
1506                 }
1507         }
1508
1509         for (;;) {
1510                 /* Any allowed, online CPU? */
1511                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1512                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1513                                 continue;
1514                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1515                                 continue;
1516                         goto out;
1517                 }
1518
1519                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1520                 switch (state) {
1521                 case cpuset:
1522                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1523                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1524                                 state = possible;
1525                                 break;
1526                         }
1527                         /* Fall-through */
1528                 case possible:
1529                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1530                         state = fail;
1531                         break;
1532
1533                 case fail:
1534                         BUG();
1535                         break;
1536                 }
1537         }
1538
1539 out:
1540         if (state != cpuset) {
1541                 /*
1542                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1543                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1544                  * leave kernel.
1545                  */
1546                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1547                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1548                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1549                 }
1550         }
1551
1552         return dest_cpu;
1553 }
1554
1555 /*
1556  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1557  */
1558 static inline
1559 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1560 {
1561         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1562
1563         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1564                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1565         else
1566                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1567
1568         /*
1569          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1570          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1571          * CPU.
1572          *
1573          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1574          *
1575          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1576          *   not worry about this generic constraint ]
1577          */
1578         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1579                      !cpu_online(cpu)))
1580                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1581
1582         return cpu;
1583 }
1584
1585 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1586 {
1587         s64 diff = sample - *avg;
1588         *avg += diff >> 3;
1589 }
1590
1591 #else
1592
1593 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1594                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1595 {
1596         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1597 }
1598
1599 #endif /* CONFIG_SMP */
1600
1601 static void
1602 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1603 {
1604         struct rq *rq;
1605
1606         if (!schedstat_enabled())
1607                 return;
1608
1609         rq = this_rq();
1610
1611 #ifdef CONFIG_SMP
1612         if (cpu == rq->cpu) {
1613                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1614                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1615         } else {
1616                 struct sched_domain *sd;
1617
1618                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1619                 rcu_read_lock();
1620                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1621                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1622                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1623                                 break;
1624                         }
1625                 }
1626                 rcu_read_unlock();
1627         }
1628
1629         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1630                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1631 #endif /* CONFIG_SMP */
1632
1633         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1634         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1635
1636         if (wake_flags & WF_SYNC)
1637                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1638 }
1639
1640 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1641 {
1642         activate_task(rq, p, en_flags);
1643         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1644
1645         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1646         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1647                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1652  */
1653 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1654                            struct rq_flags *rf)
1655 {
1656         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1657         p->state = TASK_RUNNING;
1658         trace_sched_wakeup(p);
1659
1660 #ifdef CONFIG_SMP
1661         if (p->sched_class->task_woken) {
1662                 /*
1663                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1664                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1665                  */
1666                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1667                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1668                 rq_repin_lock(rq, rf);
1669         }
1670
1671         if (rq->idle_stamp) {
1672                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1673                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1674
1675                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1676
1677                 if (rq->avg_idle > max)
1678                         rq->avg_idle = max;
1679
1680                 rq->idle_stamp = 0;
1681         }
1682 #endif
1683 }
1684
1685 static void
1686 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1687                  struct rq_flags *rf)
1688 {
1689         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1690
1691         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1692
1693 #ifdef CONFIG_SMP
1694         if (p->sched_contributes_to_load)
1695                 rq->nr_uninterruptible--;
1696
1697         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1698                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1699 #endif
1700
1701         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1702         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1707  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1708  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1709  * the task is still ->on_rq.
1710  */
1711 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1712 {
1713         struct rq_flags rf;
1714         struct rq *rq;
1715         int ret = 0;
1716
1717         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1718         if (task_on_rq_queued(p)) {
1719                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1720                 update_rq_clock(rq);
1721                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1722                 ret = 1;
1723         }
1724         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1725
1726         return ret;
1727 }
1728
1729 #ifdef CONFIG_SMP
1730 void sched_ttwu_pending(void)
1731 {
1732         struct rq *rq = this_rq();
1733         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1734         struct task_struct *p;
1735         struct rq_flags rf;
1736
1737         if (!llist)
1738                 return;
1739
1740         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1741         update_rq_clock(rq);
1742
1743         while (llist) {
1744                 int wake_flags = 0;
1745
1746                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1747                 llist = llist_next(llist);
1748
1749                 if (p->sched_remote_wakeup)
1750                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1751
1752                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1753         }
1754
1755         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1756 }
1757
1758 void scheduler_ipi(void)
1759 {
1760         /*
1761          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1762          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1763          * this IPI.
1764          */
1765         preempt_fold_need_resched();
1766
1767         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1768                 return;
1769
1770         /*
1771          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1772          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1773          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1774          * we do call them.
1775          *
1776          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1777          * properly.
1778          *
1779          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1780          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1781          * somewhat pessimize the simple resched case.
1782          */
1783         irq_enter();
1784         sched_ttwu_pending();
1785
1786         /*
1787          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1788          */
1789         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1790                 this_rq()->idle_balance = 1;
1791                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1792         }
1793         irq_exit();
1794 }
1795
1796 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1797 {
1798         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1799
1800         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1801
1802         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1803                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1804                         smp_send_reschedule(cpu);
1805                 else
1806                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1807         }
1808 }
1809
1810 void wake_up_if_idle(int cpu)
1811 {
1812         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1813         struct rq_flags rf;
1814
1815         rcu_read_lock();
1816
1817         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1818                 goto out;
1819
1820         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1821                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1822         } else {
1823                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1824                 if (is_idle_task(rq->curr))
1825                         smp_send_reschedule(cpu);
1826                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1827                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1828         }
1829
1830 out:
1831         rcu_read_unlock();
1832 }
1833
1834 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1835 {
1836         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1837 }
1838 #endif /* CONFIG_SMP */
1839
1840 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1841 {
1842         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1843         struct rq_flags rf;
1844
1845 #if defined(CONFIG_SMP)
1846         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1847                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1848                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1849                 return;
1850         }
1851 #endif
1852
1853         rq_lock(rq, &rf);
1854         update_rq_clock(rq);
1855         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1856         rq_unlock(rq, &rf);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1861  *
1862  *  MIGRATION
1863  *
1864  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1865  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1866  * execution on its new CPU [c1].
1867  *
1868  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1869  *
1870  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1871  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1872  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1873  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1874  *
1875  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1876  * Note: we only require RCpc transitivity.
1877  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1878  *
1879  * Example:
1880  *
1881  *   CPU0            CPU1            CPU2
1882  *
1883  *   LOCK rq(0)->lock
1884  *   sched-out X
1885  *   sched-in Y
1886  *   UNLOCK rq(0)->lock
1887  *
1888  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1889  *                                   dequeue X
1890  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1891  *
1892  *                                   LOCK rq(1)->lock
1893  *                                   enqueue X
1894  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1895  *
1896  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1897  *                   sched-out Z
1898  *                   sched-in X
1899  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1900  *
1901  *
1902  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1903  *
1904  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1905  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1906  * chain to provide order. Instead we do:
1907  *
1908  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1909  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1910  *
1911  * Example:
1912  *
1913  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1914  *
1915  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1916  *   dequeue X
1917  *   sched-out X
1918  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1919  *
1920  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1921  *                    X->state = WAKING
1922  *                    set_task_cpu(X,2)
1923  *
1924  *                    LOCK rq(2)->lock
1925  *                    enqueue X
1926  *                    X->state = RUNNING
1927  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1928  *
1929  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1930  *                                          sched-out Z
1931  *                                          sched-in X
1932  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1933  *
1934  *                    UNLOCK X->pi_lock
1935  *   UNLOCK rq(0)->lock
1936  *
1937  *
1938  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1939  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1940  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1941  * its wakeup.
1942  *
1943  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1944  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1945  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1946  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1947  *
1948  */
1949
1950 /**
1951  * try_to_wake_up - wake up a thread
1952  * @p: the thread to be awakened
1953  * @state: the mask of task states that can be woken
1954  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1955  *
1956  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1957  *
1958  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1959  *
1960  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1961  * set_current_state().
1962  *
1963  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1964  *         %false otherwise.
1965  */
1966 static int
1967 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1968 {
1969         unsigned long flags;
1970         int cpu, success = 0;
1971
1972         /*
1973          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1974          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1975          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1976          * set_current_state() the waiting thread does.
1977          */
1978         smp_mb__before_spinlock();
1979         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1980         if (!(p->state & state))
1981                 goto out;
1982
1983         trace_sched_waking(p);
1984
1985         /* We're going to change ->state: */
1986         success = 1;
1987         cpu = task_cpu(p);
1988
1989         /*
1990          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1991          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1992          * in smp_cond_load_acquire() below.
1993          *
1994          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1995          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1996          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1997          *                              \
1998          *                               +---   RMB
1999          * schedule()                   /
2000          *       LOCK rq->lock    -----'
2001          *       UNLOCK rq->lock
2002          *
2003          * [task p]
2004          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2005          *
2006          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2007          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2008          * current.
2009          */
2010         smp_rmb();
2011         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2012                 goto stat;
2013
2014 #ifdef CONFIG_SMP
2015         /*
2016          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2017          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2018          *
2019          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2020          * from the runqueue.
2021          *
2022          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2023          *      UNLOCK rq->lock
2024          *                      RMB
2025          *      LOCK   rq->lock
2026          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2027          *
2028          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2029          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2030          * task, the second putting it to sleep.
2031          */
2032         smp_rmb();
2033
2034         /*
2035          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2036          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2037          *
2038          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2039          *
2040          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2041          * their previous state and preserve Program Order.
2042          */
2043         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2044
2045         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2046         p->state = TASK_WAKING;
2047
2048         if (p->in_iowait) {
2049                 delayacct_blkio_end();
2050                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2051         }
2052
2053         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2054         if (task_cpu(p) != cpu) {
2055                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2056                 set_task_cpu(p, cpu);
2057         }
2058
2059 #else /* CONFIG_SMP */
2060
2061         if (p->in_iowait) {
2062                 delayacct_blkio_end();
2063                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2064         }
2065
2066 #endif /* CONFIG_SMP */
2067
2068         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2069 stat:
2070         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2071 out:
2072         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2073
2074         return success;
2075 }
2076
2077 /**
2078  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2079  * @p: the thread to be awakened
2080  * @cookie: context's cookie for pinning
2081  *
2082  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2083  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2084  * the current task.
2085  */
2086 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2087 {
2088         struct rq *rq = task_rq(p);
2089
2090         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2091             WARN_ON_ONCE(p == current))
2092                 return;
2093
2094         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2095
2096         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2097                 /*
2098                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2099                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2100                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2101                  * not yet picked a replacement task.
2102                  */
2103                 rq_unlock(rq, rf);
2104                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2105                 rq_relock(rq, rf);
2106         }
2107
2108         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2109                 goto out;
2110
2111         trace_sched_waking(p);
2112
2113         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2114                 if (p->in_iowait) {
2115                         delayacct_blkio_end();
2116                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2117                 }
2118                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2119         }
2120
2121         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2122         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2123 out:
2124         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2125 }
2126
2127 /**
2128  * wake_up_process - Wake up a specific process
2129  * @p: The process to be woken up.
2130  *
2131  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2132  * processes.
2133  *
2134  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2135  *
2136  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2137  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2138  */
2139 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2140 {
2141         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2142 }
2143 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2144
2145 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2146 {
2147         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2152  */
2153 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2154 {
2155         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2156
2157         dl_se->dl_runtime = 0;
2158         dl_se->dl_deadline = 0;
2159         dl_se->dl_period = 0;
2160         dl_se->flags = 0;
2161         dl_se->dl_bw = 0;
2162
2163         dl_se->dl_throttled = 0;
2164         dl_se->dl_yielded = 0;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2169  * p is forked by current.
2170  *
2171  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2172  */
2173 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2174 {
2175         p->on_rq                        = 0;
2176
2177         p->se.on_rq                     = 0;
2178         p->se.exec_start                = 0;
2179         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2180         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2181         p->se.nr_migrations             = 0;
2182         p->se.vruntime                  = 0;
2183         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2184
2185 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2186         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2187 #endif
2188
2189 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2190         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2191         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2192 #endif
2193
2194         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2195         init_dl_task_timer(&p->dl);
2196         __dl_clear_params(p);
2197
2198         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2199         p->rt.timeout           = 0;
2200         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2201         p->rt.on_rq             = 0;
2202         p->rt.on_list           = 0;
2203
2204 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2205         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2206 #endif
2207
2208 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2209         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2210                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2211                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2212         }
2213
2214         if (clone_flags & CLONE_VM)
2215                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2216         else
2217                 p->numa_preferred_nid = -1;
2218
2219         p->node_stamp = 0ULL;
2220         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2221         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2222         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2223         p->numa_faults = NULL;
2224         p->last_task_numa_placement = 0;
2225         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2226
2227         p->numa_group = NULL;
2228 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2229 }
2230
2231 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2232
2233 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2234
2235 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2236 {
2237         if (enabled)
2238                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2239         else
2240                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2241 }
2242
2243 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2244 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2245                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2246 {
2247         struct ctl_table t;
2248         int err;
2249         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2250
2251         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2252                 return -EPERM;
2253
2254         t = *table;
2255         t.data = &state;
2256         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2257         if (err < 0)
2258                 return err;
2259         if (write)
2260                 set_numabalancing_state(state);
2261         return err;
2262 }
2263 #endif
2264 #endif
2265
2266 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2267
2268 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2269 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2270
2271 static void set_schedstats(bool enabled)
2272 {
2273         if (enabled)
2274                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2275         else
2276                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2277 }
2278
2279 void force_schedstat_enabled(void)
2280 {
2281         if (!schedstat_enabled()) {
2282                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2283                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2284         }
2285 }
2286
2287 static int __init setup_schedstats(char *str)
2288 {
2289         int ret = 0;
2290         if (!str)
2291                 goto out;
2292
2293         /*
2294          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2295          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2296          * variable so init_schedstats() can do it later.
2297          */
2298         if (!strcmp(str, "enable")) {
2299                 __sched_schedstats = true;
2300                 ret = 1;
2301         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2302                 __sched_schedstats = false;
2303                 ret = 1;
2304         }
2305 out:
2306         if (!ret)
2307                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2308
2309         return ret;
2310 }
2311 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2312
2313 static void __init init_schedstats(void)
2314 {
2315         set_schedstats(__sched_schedstats);
2316 }
2317
2318 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2319 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2320                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2321 {
2322         struct ctl_table t;
2323         int err;
2324         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2325
2326         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2327                 return -EPERM;
2328
2329         t = *table;
2330         t.data = &state;
2331         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2332         if (err < 0)
2333                 return err;
2334         if (write)
2335                 set_schedstats(state);
2336         return err;
2337 }
2338 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2339 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2340 static inline void init_schedstats(void) {}
2341 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2342
2343 /*
2344  * fork()/clone()-time setup:
2345  */
2346 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2347 {
2348         unsigned long flags;
2349         int cpu = get_cpu();
2350
2351         __sched_fork(clone_flags, p);
2352         /*
2353          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2354          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2355          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2356          */
2357         p->state = TASK_NEW;
2358
2359         /*
2360          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2361          */
2362         p->prio = current->normal_prio;
2363
2364         /*
2365          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2366          */
2367         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2368                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2369                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2370                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2371                         p->rt_priority = 0;
2372                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2373                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2374
2375                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2376                 set_load_weight(p);
2377
2378                 /*
2379                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2380                  * fulfilled its duty:
2381                  */
2382                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2383         }
2384
2385         if (dl_prio(p->prio)) {
2386                 put_cpu();
2387                 return -EAGAIN;
2388         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2389                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2390         } else {
2391                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2392         }
2393
2394         init_entity_runnable_average(&p->se);
2395
2396         /*
2397          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2398          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2399          * is ran before sched_fork().
2400          *
2401          * Silence PROVE_RCU.
2402          */
2403         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2404         /*
2405          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2406          * so use __set_task_cpu().
2407          */
2408         __set_task_cpu(p, cpu);
2409         if (p->sched_class->task_fork)
2410                 p->sched_class->task_fork(p);
2411         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2412
2413 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2414         if (likely(sched_info_on()))
2415                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2416 #endif
2417 #if defined(CONFIG_SMP)
2418         p->on_cpu = 0;
2419 #endif
2420         init_task_preempt_count(p);
2421 #ifdef CONFIG_SMP
2422         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2423         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2424 #endif
2425
2426         put_cpu();
2427         return 0;
2428 }
2429
2430 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2431 {
2432         if (runtime == RUNTIME_INF)
2433                 return 1ULL << 20;
2434
2435         /*
2436          * Doing this here saves a lot of checks in all
2437          * the calling paths, and returning zero seems
2438          * safe for them anyway.
2439          */
2440         if (period == 0)
2441                 return 0;
2442
2443         return div64_u64(runtime << 20, period);
2444 }
2445
2446 #ifdef CONFIG_SMP
2447 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2448 {
2449         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2450                          "sched RCU must be held");
2451         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2452 }
2453
2454 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2455 {
2456         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2457         int cpus = 0;
2458
2459         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2460                          "sched RCU must be held");
2461         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2462                 cpus++;
2463
2464         return cpus;
2465 }
2466 #else
2467 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2468 {
2469         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2470 }
2471
2472 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2473 {
2474         return 1;
2475 }
2476 #endif
2477
2478 /*
2479  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2480  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2481  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2482  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2483  *
2484  * This function is called while holding p's rq->lock.
2485  *
2486  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2487  * __setparam_dl().
2488  */
2489 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2490                        const struct sched_attr *attr)
2491 {
2492
2493         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2494         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2495         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2496         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2497         int cpus, err = -1;
2498
2499         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2500         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2501                 return 0;
2502
2503         /*
2504          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2505          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2506          * allocated bandwidth of the container.
2507          */
2508         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2509         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2510         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2511             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2512                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2513                 err = 0;
2514         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2515                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2516                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2517                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2518                 err = 0;
2519         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2520                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2521                 err = 0;
2522         }
2523         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2524
2525         return err;
2526 }
2527
2528 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2529
2530 /*
2531  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2532  *
2533  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2534  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2535  * on the runqueue and wakes it.
2536  */
2537 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2538 {
2539         struct rq_flags rf;
2540         struct rq *rq;
2541
2542         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2543         p->state = TASK_RUNNING;
2544 #ifdef CONFIG_SMP
2545         /*
2546          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2547          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2548          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2549          *
2550          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2551          * as we're not fully set-up yet.
2552          */
2553         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2554 #endif
2555         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2556         update_rq_clock(rq);
2557         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2558
2559         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2560         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2561         trace_sched_wakeup_new(p);
2562         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2563 #ifdef CONFIG_SMP
2564         if (p->sched_class->task_woken) {
2565                 /*
2566                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2567                  * drop it.
2568                  */
2569                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2570                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2571                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2572         }
2573 #endif
2574         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2575 }
2576
2577 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2578
2579 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2580
2581 void preempt_notifier_inc(void)
2582 {
2583         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2584 }
2585 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2586
2587 void preempt_notifier_dec(void)
2588 {
2589         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2590 }
2591 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2592
2593 /**
2594  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2595  * @notifier: notifier struct to register
2596  */
2597 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2600                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2601
2602         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2603 }
2604 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2605
2606 /**
2607  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2608  * @notifier: notifier struct to unregister
2609  *
2610  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2611  */
2612 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2613 {
2614         hlist_del(&notifier->link);
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2617
2618 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2619 {
2620         struct preempt_notifier *notifier;
2621
2622         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2623                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2624 }
2625
2626 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2627 {
2628         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2629                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2630 }
2631
2632 static void
2633 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2634                                    struct task_struct *next)
2635 {
2636         struct preempt_notifier *notifier;
2637
2638         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2639                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2640 }
2641
2642 static __always_inline void
2643 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2644                                  struct task_struct *next)
2645 {
2646         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2647                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2648 }
2649
2650 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2651
2652 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2653 {
2654 }
2655
2656 static inline void
2657 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2658                                  struct task_struct *next)
2659 {
2660 }
2661
2662 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2663
2664 /**
2665  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2666  * @rq: the runqueue preparing to switch
2667  * @prev: the current task that is being switched out
2668  * @next: the task we are going to switch to.
2669  *
2670  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2671  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2672  * switch.
2673  *
2674  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2675  * hooks.
2676  */
2677 static inline void
2678 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2679                     struct task_struct *next)
2680 {
2681         sched_info_switch(rq, prev, next);
2682         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2683         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2684         prepare_lock_switch(rq, next);
2685         prepare_arch_switch(next);
2686 }
2687
2688 /**
2689  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2690  * @prev: the thread we just switched away from.
2691  *
2692  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2693  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2694  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2695  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2696  *
2697  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2698  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2699  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2700  * details.)
2701  *
2702  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2703  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2704  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2705  * because prev may have moved to another CPU.
2706  */
2707 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2708         __releases(rq->lock)
2709 {
2710         struct rq *rq = this_rq();
2711         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2712         long prev_state;
2713
2714         /*
2715          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2716          * because it left us after:
2717          *
2718          *      schedule()
2719          *        preempt_disable();                    // 1
2720          *        __schedule()
2721          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2722          *
2723          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2724          */
2725         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2726                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2727                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2728                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2729
2730         rq->prev_mm = NULL;
2731
2732         /*
2733          * A task struct has one reference for the use as "current".
2734          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2735          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2736          * the scheduled task must drop that reference.
2737          *
2738          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2739          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2740          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2741          * transition, resulting in a double drop.
2742          */
2743         prev_state = prev->state;
2744         vtime_task_switch(prev);
2745         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2746         finish_lock_switch(rq, prev);
2747         finish_arch_post_lock_switch();
2748
2749         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2750         if (mm)
2751                 mmdrop(mm);
2752         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2753                 if (prev->sched_class->task_dead)
2754                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2755
2756                 /*
2757                  * Remove function-return probe instances associated with this
2758                  * task and put them back on the free list.
2759                  */
2760                 kprobe_flush_task(prev);
2761
2762                 /* Task is done with its stack. */
2763                 put_task_stack(prev);
2764
2765                 put_task_struct(prev);
2766         }
2767
2768         tick_nohz_task_switch();
2769         return rq;
2770 }
2771
2772 #ifdef CONFIG_SMP
2773
2774 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2775 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2776 {
2777         struct callback_head *head, *next;
2778         void (*func)(struct rq *rq);
2779         unsigned long flags;
2780
2781         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2782         head = rq->balance_callback;
2783         rq->balance_callback = NULL;
2784         while (head) {
2785                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2786                 next = head->next;
2787                 head->next = NULL;
2788                 head = next;
2789
2790                 func(rq);
2791         }
2792         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2793 }
2794
2795 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2796 {
2797         if (unlikely(rq->balance_callback))
2798                 __balance_callback(rq);
2799 }
2800
2801 #else
2802
2803 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2804 {
2805 }
2806
2807 #endif
2808
2809 /**
2810  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2811  * @prev: the thread we just switched away from.
2812  */
2813 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2814         __releases(rq->lock)
2815 {
2816         struct rq *rq;
2817
2818         /*
2819          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2820          * finish_task_switch() for details.
2821          *
2822          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2823          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2824          * PREEMPT_COUNT kernels).
2825          */
2826
2827         rq = finish_task_switch(prev);
2828         balance_callback(rq);
2829         preempt_enable();
2830
2831         if (current->set_child_tid)
2832                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2837  */
2838 static __always_inline struct rq *
2839 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2840                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2841 {
2842         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2843
2844         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2845
2846         mm = next->mm;
2847         oldmm = prev->active_mm;
2848         /*
2849          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2850          * combine the page table reload and the switch backend into
2851          * one hypercall.
2852          */
2853         arch_start_context_switch(prev);
2854
2855         if (!mm) {
2856                 next->active_mm = oldmm;
2857                 mmgrab(oldmm);
2858                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2859         } else
2860                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2861
2862         if (!prev->mm) {
2863                 prev->active_mm = NULL;
2864                 rq->prev_mm = oldmm;
2865         }
2866
2867         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2868
2869         /*
2870          * Since the runqueue lock will be released by the next
2871          * task (which is an invalid locking op but in the case
2872          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2873          * do an early lockdep release here:
2874          */
2875         rq_unpin_lock(rq, rf);
2876         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2877
2878         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2879         switch_to(prev, next, prev);
2880         barrier();
2881
2882         return finish_task_switch(prev);
2883 }
2884
2885 /*
2886  * nr_running and nr_context_switches:
2887  *
2888  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2889  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2890  */
2891 unsigned long nr_running(void)
2892 {
2893         unsigned long i, sum = 0;
2894
2895         for_each_online_cpu(i)
2896                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2897
2898         return sum;
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Check if only the current task is running on the CPU.
2903  *
2904  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2905  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2906  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2907  *
2908  * - from a non-preemptable section (of course)
2909  *
2910  * - from a thread that is bound to a single CPU
2911  *
2912  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2913  */
2914 bool single_task_running(void)
2915 {
2916         return raw_rq()->nr_running == 1;
2917 }
2918 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2919
2920 unsigned long long nr_context_switches(void)
2921 {
2922         int i;
2923         unsigned long long sum = 0;
2924
2925         for_each_possible_cpu(i)
2926                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2927
2928         return sum;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2933  *
2934  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2935  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2936  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2937  *
2938  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2939  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2940  * running and we'd not be idle.
2941  *
2942  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2943  * is broken.
2944  *
2945  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2946  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2947  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2948  * utilising both CPUs.
2949  *
2950  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2951  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2952  *
2953  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2954  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2955  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2956  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2957  *
2958  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2959  */
2960
2961 unsigned long nr_iowait(void)
2962 {
2963         unsigned long i, sum = 0;
2964
2965         for_each_possible_cpu(i)
2966                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2967
2968         return sum;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2973  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2974  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2975  * runnable.
2976  */
2977
2978 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2979 {
2980         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2981         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2982 }
2983
2984 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2985 {
2986         struct rq *rq = this_rq();
2987         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2988         *load = rq->load.weight;
2989 }
2990
2991 #ifdef CONFIG_SMP
2992
2993 /*
2994  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2995  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2996  */
2997 void sched_exec(void)
2998 {
2999         struct task_struct *p = current;
3000         unsigned long flags;
3001         int dest_cpu;
3002
3003         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3004         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3005         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3006                 goto unlock;
3007
3008         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3009                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3010
3011                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3012                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3013                 return;
3014         }
3015 unlock:
3016         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3017 }
3018
3019 #endif
3020
3021 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3022 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3023
3024 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3025 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3026
3027 /*
3028  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3029  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3030  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3031  * Prefetching this data results in improved performance.
3032  */
3033 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3034 {
3035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3036         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3037 #else
3038         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3039 #endif
3040         prefetch(curr);
3041         prefetch(&curr->exec_start);
3042 }
3043
3044 /*
3045  * Return accounted runtime for the task.
3046  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3047  * pending runtime that have not been accounted yet.
3048  */
3049 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3050 {
3051         struct rq_flags rf;
3052         struct rq *rq;
3053         u64 ns;
3054
3055 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3056         /*
3057          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3058          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3059          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3060          *
3061          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3062          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3063          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3064          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3065          * been accounted, so we're correct here as well.
3066          */
3067         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3068                 return p->se.sum_exec_runtime;
3069 #endif
3070
3071         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3072         /*
3073          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3074          * project cycles that may never be accounted to this
3075          * thread, breaking clock_gettime().
3076          */
3077         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3078                 prefetch_curr_exec_start(p);
3079                 update_rq_clock(rq);
3080                 p->sched_class->update_curr(rq);
3081         }
3082         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3083         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3084
3085         return ns;
3086 }
3087
3088 /*
3089  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3090  * We call it with interrupts disabled.
3091  */
3092 void scheduler_tick(void)
3093 {
3094         int cpu = smp_processor_id();
3095         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3096         struct task_struct *curr = rq->curr;
3097         struct rq_flags rf;
3098
3099         sched_clock_tick();
3100
3101         rq_lock(rq, &rf);
3102
3103         update_rq_clock(rq);
3104         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3105         cpu_load_update_active(rq);
3106         calc_global_load_tick(rq);
3107
3108         rq_unlock(rq, &rf);
3109
3110         perf_event_task_tick();
3111
3112 #ifdef CONFIG_SMP
3113         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3114         trigger_load_balance(rq);
3115 #endif
3116         rq_last_tick_reset(rq);
3117 }
3118
3119 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3120 /**
3121  * scheduler_tick_max_deferment
3122  *
3123  * Keep at least one tick per second when a single
3124  * active task is running because the scheduler doesn't
3125  * yet completely support full dynticks environment.
3126  *
3127  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3128  * balancing, etc... continue to move forward, even
3129  * with a very low granularity.
3130  *
3131  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3132  */
3133 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3134 {
3135         struct rq *rq = this_rq();
3136         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3137
3138         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3139
3140         if (time_before_eq(next, now))
3141                 return 0;
3142
3143         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3144 }
3145 #endif
3146
3147 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3148                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3149 /*
3150  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3151  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3152  */
3153 static inline void preempt_latency_start(int val)
3154 {
3155         if (preempt_count() == val) {
3156                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3157 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3158                 current->preempt_disable_ip = ip;
3159 #endif
3160                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3161         }
3162 }
3163
3164 void preempt_count_add(int val)
3165 {
3166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3167         /*
3168          * Underflow?
3169          */
3170         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3171                 return;
3172 #endif
3173         __preempt_count_add(val);
3174 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3175         /*
3176          * Spinlock count overflowing soon?
3177          */
3178         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3179                                 PREEMPT_MASK - 10);
3180 #endif
3181         preempt_latency_start(val);
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3184 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3185
3186 /*
3187  * If the value passed in equals to the current preempt count
3188  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3189  */
3190 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3191 {
3192         if (preempt_count() == val)
3193                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3194 }
3195
3196 void preempt_count_sub(int val)
3197 {
3198 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3199         /*
3200          * Underflow?
3201          */
3202         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3203                 return;
3204         /*
3205          * Is the spinlock portion underflowing?
3206          */
3207         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3208                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3209                 return;
3210 #endif
3211
3212         preempt_latency_stop(val);
3213         __preempt_count_sub(val);
3214 }
3215 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3216 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3217
3218 #else
3219 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3220 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3221 #endif
3222
3223 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3224 {
3225 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3226         return p->preempt_disable_ip;
3227 #else
3228         return 0;
3229 #endif
3230 }
3231
3232 /*
3233  * Print scheduling while atomic bug:
3234  */
3235 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3236 {
3237         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3238         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3239
3240         if (oops_in_progress)
3241                 return;
3242
3243         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3244                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3245
3246         debug_show_held_locks(prev);
3247         print_modules();
3248         if (irqs_disabled())
3249                 print_irqtrace_events(prev);
3250         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3251             && in_atomic_preempt_off()) {
3252                 pr_err("Preemption disabled at:");
3253                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3254                 pr_cont("\n");
3255         }
3256         if (panic_on_warn)
3257                 panic("scheduling while atomic\n");
3258
3259         dump_stack();
3260         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3261 }
3262
3263 /*
3264  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3265  */
3266 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3267 {
3268 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3269         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3270                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3271 #endif
3272
3273         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3274                 __schedule_bug(prev);
3275                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3276         }
3277         rcu_sleep_check();
3278
3279         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3280
3281         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3282 }
3283
3284 /*
3285  * Pick up the highest-prio task:
3286  */
3287 static inline struct task_struct *
3288 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3289 {
3290         const struct sched_class *class;
3291         struct task_struct *p;
3292
3293         /*
3294          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3295          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3296          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3297          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3298          */
3299         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3300                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3301                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3302
3303                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3304                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3305                         goto again;
3306
3307                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3308                 if (unlikely(!p))
3309                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3310
3311                 return p;
3312         }
3313
3314 again:
3315         for_each_class(class) {
3316                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3317                 if (p) {
3318                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3319                                 goto again;
3320                         return p;
3321                 }
3322         }
3323
3324         /* The idle class should always have a runnable task: */
3325         BUG();
3326 }
3327
3328 /*
3329  * __schedule() is the main scheduler function.
3330  *
3331  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3332  *
3333  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3334  *
3335  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3336  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3337  *
3338  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3339  *      interrupt handler scheduler_tick().
3340  *
3341  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3342  *      task to the run-queue and that's it.
3343  *
3344  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3345  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3346  *      called on the nearest possible occasion:
3347  *
3348  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3349  *
3350  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3351  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3352  *           spin_unlock()!)
3353  *
3354  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3355  *           preemptible context
3356  *
3357  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3358  *         then at the next:
3359  *
3360  *          - cond_resched() call
3361  *          - explicit schedule() call
3362  *          - return from syscall or exception to user-space
3363  *          - return from interrupt-handler to user-space
3364  *
3365  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3366  */
3367 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3368 {
3369         struct task_struct *prev, *next;
3370         unsigned long *switch_count;
3371         struct rq_flags rf;
3372         struct rq *rq;
3373         int cpu;
3374
3375         cpu = smp_processor_id();
3376         rq = cpu_rq(cpu);
3377         prev = rq->curr;
3378
3379         schedule_debug(prev);
3380
3381         if (sched_feat(HRTICK))
3382                 hrtick_clear(rq);
3383
3384         local_irq_disable();
3385         rcu_note_context_switch(preempt);
3386
3387         /*
3388          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3389          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3390          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3391          */
3392         smp_mb__before_spinlock();
3393         rq_lock(rq, &rf);
3394
3395         /* Promote REQ to ACT */
3396         rq->clock_update_flags <<= 1;
3397         update_rq_clock(rq);
3398
3399         switch_count = &prev->nivcsw;
3400         if (!preempt && prev->state) {
3401                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3402                         prev->state = TASK_RUNNING;
3403                 } else {
3404                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3405                         prev->on_rq = 0;
3406
3407                         if (prev->in_iowait) {
3408                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3409                                 delayacct_blkio_start();
3410                         }
3411
3412                         /*
3413                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3414                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3415                          * concurrency.
3416                          */
3417                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3418                                 struct task_struct *to_wakeup;
3419
3420                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3421                                 if (to_wakeup)
3422                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3423                         }
3424                 }
3425                 switch_count = &prev->nvcsw;
3426         }
3427
3428         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3429         clear_tsk_need_resched(prev);
3430         clear_preempt_need_resched();
3431
3432         if (likely(prev != next)) {
3433                 rq->nr_switches++;
3434                 rq->curr = next;
3435                 ++*switch_count;
3436
3437                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3438
3439                 /* Also unlocks the rq: */
3440                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3441         } else {
3442                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3443                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3444         }
3445
3446         balance_callback(rq);
3447 }
3448
3449 void __noreturn do_task_dead(void)
3450 {
3451         /*
3452          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3453          * when the following two conditions become true.
3454          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3455          *     exit_mm()), and
3456          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3457          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3458          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3459          *
3460          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3461          * is held by try_to_wake_up()
3462          */
3463         smp_mb();
3464         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3465
3466         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3467         __set_current_state(TASK_DEAD);
3468
3469         /* Tell freezer to ignore us: */
3470         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3471
3472         __schedule(false);
3473         BUG();
3474
3475         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3476         for (;;)
3477                 cpu_relax();
3478 }
3479
3480 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3481 {
3482         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3483                 return;
3484         /*
3485          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3486          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3487          */
3488         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3489                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3490 }
3491
3492 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3493 {
3494         struct task_struct *tsk = current;
3495
3496         sched_submit_work(tsk);
3497         do {
3498                 preempt_disable();
3499                 __schedule(false);
3500                 sched_preempt_enable_no_resched();
3501         } while (need_resched());
3502 }
3503 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3504
3505 /*
3506  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3507  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3508  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3509  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3510  * (schedule out non-voluntarily).
3511  *
3512  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3513  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3514  */
3515 void __sched schedule_idle(void)
3516 {
3517         /*
3518          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3519          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3520          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3521          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3522          * TASK_RUNNING state.
3523          */
3524         WARN_ON_ONCE(current->state);
3525         do {
3526                 __schedule(false);
3527         } while (need_resched());
3528 }
3529
3530 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3531 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3532 {
3533         /*
3534          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3535          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3536          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3537          * we find a better solution.
3538          *
3539          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3540          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3541          * too frequently to make sense yet.
3542          */
3543         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3544         schedule();
3545         exception_exit(prev_state);
3546 }
3547 #endif
3548
3549 /**
3550  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3551  *
3552  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3553  */
3554 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3555 {
3556         sched_preempt_enable_no_resched();
3557         schedule();
3558         preempt_disable();
3559 }
3560
3561 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3562 {
3563         do {
3564                 /*
3565                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3566                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3567                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3568                  * by the function tracer will call this function again and
3569                  * cause infinite recursion.
3570                  *
3571                  * Preemption must be disabled here before the function
3572                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3573                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3574                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3575                  * which can also be traced by the function tracer.
3576                  */
3577                 preempt_disable_notrace();
3578                 preempt_latency_start(1);
3579                 __schedule(true);
3580                 preempt_latency_stop(1);
3581                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3582
3583                 /*
3584                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3585                  * between schedule and now.
3586                  */
3587         } while (need_resched());
3588 }
3589
3590 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3591 /*
3592  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3593  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3594  * occur there and call schedule directly.
3595  */
3596 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3597 {
3598         /*
3599          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3600          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3601          */
3602         if (likely(!preemptible()))
3603                 return;
3604
3605         preempt_schedule_common();
3606 }
3607 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3608 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3609
3610 /**
3611  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3612  *
3613  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3614  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3615  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3616  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3617  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3618  * to be called when the system is still in usermode.
3619  *
3620  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3621  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3622  * calling the scheduler.
3623  */
3624 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3625 {
3626         enum ctx_state prev_ctx;
3627
3628         if (likely(!preemptible()))
3629                 return;
3630
3631         do {
3632                 /*
3633                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3634                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3635                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3636                  * by the function tracer will call this function again and
3637                  * cause infinite recursion.
3638                  *
3639                  * Preemption must be disabled here before the function
3640                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3641                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3642                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3643                  * which can also be traced by the function tracer.
3644                  */
3645                 preempt_disable_notrace();
3646                 preempt_latency_start(1);
3647                 /*
3648                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3649                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3650                  * an infinite recursion.
3651                  */
3652                 prev_ctx = exception_enter();
3653                 __schedule(true);
3654                 exception_exit(prev_ctx);
3655
3656                 preempt_latency_stop(1);
3657                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3658         } while (need_resched());
3659 }
3660 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3661
3662 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3663
3664 /*
3665  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3666  * off of irq context.
3667  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3668  * protect us against recursive calling from irq.
3669  */
3670 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3671 {
3672         enum ctx_state prev_state;
3673
3674         /* Catch callers which need to be fixed */
3675         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3676
3677         prev_state = exception_enter();
3678
3679         do {
3680                 preempt_disable();
3681                 local_irq_enable();
3682                 __schedule(true);
3683                 local_irq_disable();
3684                 sched_preempt_enable_no_resched();
3685         } while (need_resched());
3686
3687         exception_exit(prev_state);
3688 }
3689
3690 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3691                           void *key)
3692 {
3693         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3694 }
3695 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3696
3697 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3698
3699 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3700 {
3701         if (pi_task)
3702                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3703
3704         return prio;
3705 }
3706
3707 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3708 {
3709         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3710
3711         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3712 }
3713
3714 /*
3715  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3716  * @p: task to boost
3717  * @pi_task: donor task
3718  *
3719  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3720  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3721  *
3722  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3723  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3724  */
3725 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3726 {
3727         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3728                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3729         const struct sched_class *prev_class;
3730         struct rq_flags rf;
3731         struct rq *rq;
3732
3733         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3734         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3735
3736         /*
3737          * If nothing changed; bail early.
3738          */
3739         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3740                 return;
3741
3742         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3743         update_rq_clock(rq);
3744         /*
3745          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3746          * either lock.
3747          *
3748          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3749          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3750          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3751          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3752          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3753          */
3754         p->pi_top_task = pi_task;
3755
3756         /*
3757          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3758          */
3759         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3760                 goto out_unlock;
3761
3762         /*
3763          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3764          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3765          *
3766          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3767          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3768          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3769          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3770          * with interrupts disabled and will complete the lock
3771          * protected section without being interrupted. So there is no
3772          * real need to boost.
3773          */
3774         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3775                 WARN_ON(p != rq->curr);
3776                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3777                 goto out_unlock;
3778         }
3779
3780         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3781         oldprio = p->prio;
3782
3783         if (oldprio == prio)
3784                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3785
3786         prev_class = p->sched_class;
3787         queued = task_on_rq_queued(p);
3788         running = task_current(rq, p);
3789         if (queued)
3790                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3791         if (running)
3792                 put_prev_task(rq, p);
3793
3794         /*
3795          * Boosting condition are:
3796          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3797          *      --> -dl task blocks on mutex A
3798          *
3799          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3800          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3801          *          running task
3802          */
3803         if (dl_prio(prio)) {
3804                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3805                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3806                         p->dl.dl_boosted = 1;
3807                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3808                 } else
3809                         p->dl.dl_boosted = 0;
3810                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3811         } else if (rt_prio(prio)) {
3812                 if (dl_prio(oldprio))
3813                         p->dl.dl_boosted = 0;
3814                 if (oldprio < prio)
3815                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3816                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3817         } else {
3818                 if (dl_prio(oldprio))
3819                         p->dl.dl_boosted = 0;
3820                 if (rt_prio(oldprio))
3821                         p->rt.timeout = 0;
3822                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3823         }
3824
3825         p->prio = prio;
3826
3827         if (queued)
3828                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3829         if (running)
3830                 set_curr_task(rq, p);
3831
3832         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3833 out_unlock:
3834         /* Avoid rq from going away on us: */
3835         preempt_disable();
3836         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3837
3838         balance_callback(rq);
3839         preempt_enable();
3840 }
3841 #else
3842 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3843 {
3844         return prio;
3845 }
3846 #endif
3847
3848 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3849 {
3850         bool queued, running;
3851         int old_prio, delta;
3852         struct rq_flags rf;
3853         struct rq *rq;
3854
3855         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3856                 return;
3857         /*
3858          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3859          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3860          */
3861         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3862         update_rq_clock(rq);
3863
3864         /*
3865          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3866          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3867          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3868          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3869          */
3870         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3871                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3872                 goto out_unlock;
3873         }
3874         queued = task_on_rq_queued(p);
3875         running = task_current(rq, p);
3876         if (queued)
3877                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3878         if (running)
3879                 put_prev_task(rq, p);
3880
3881         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3882         set_load_weight(p);
3883         old_prio = p->prio;
3884         p->prio = effective_prio(p);
3885         delta = p->prio - old_prio;
3886
3887         if (queued) {
3888                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3889                 /*
3890                  * If the task increased its priority or is running and
3891                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3892                  */
3893                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3894                         resched_curr(rq);
3895         }
3896         if (running)
3897                 set_curr_task(rq, p);
3898 out_unlock:
3899         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3900 }
3901 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3902
3903 /*
3904  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3905  * @p: task
3906  * @nice: nice value
3907  */
3908 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3909 {
3910         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3911         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3912
3913         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3914                 capable(CAP_SYS_NICE));
3915 }
3916
3917 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3918
3919 /*
3920  * sys_nice - change the priority of the current process.
3921  * @increment: priority increment
3922  *
3923  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3924  * does similar things.
3925  */
3926 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3927 {
3928         long nice, retval;
3929
3930         /*
3931          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3932          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3933          * and we have a single winner.
3934          */
3935         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3936         nice = task_nice(current) + increment;
3937
3938         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3939         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3940                 return -EPERM;
3941
3942         retval = security_task_setnice(current, nice);
3943         if (retval)
3944                 return retval;
3945
3946         set_user_nice(current, nice);
3947         return 0;
3948 }
3949
3950 #endif
3951
3952 /**
3953  * task_prio - return the priority value of a given task.
3954  * @p: the task in question.
3955  *
3956  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3957  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3958  * around 0, value goes from -16 to +15.
3959  */
3960 int task_prio(const struct task_struct *p)
3961 {
3962         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3963 }
3964
3965 /**
3966  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3967  * @cpu: the processor in question.
3968  *
3969  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3970  */
3971 int idle_cpu(int cpu)
3972 {
3973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3974
3975         if (rq->curr != rq->idle)
3976                 return 0;
3977
3978         if (rq->nr_running)
3979                 return 0;
3980
3981 #ifdef CONFIG_SMP
3982         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3983                 return 0;
3984 #endif
3985
3986         return 1;
3987 }
3988
3989 /**
3990  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3991  * @cpu: the processor in question.
3992  *
3993  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3994  */
3995 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3996 {
3997         return cpu_rq(cpu)->idle;
3998 }
3999
4000 /**
4001  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4002  * @pid: the pid in question.
4003  *
4004  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4005  */
4006 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4007 {
4008         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
4013  * SCHED_DEADLINE task.
4014  *
4015  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
4016  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
4017  * for the first time with its new policy.
4018  */
4019 static void
4020 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4021 {
4022         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4023
4024         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
4025         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
4026         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
4027         dl_se->flags = attr->sched_flags;
4028         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
4029
4030         /*
4031          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
4032          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
4033          *
4034          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
4035          * point. This would include retaining the task_struct until that time
4036          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
4037          * amount.
4038          *
4039          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
4040          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
4041          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
4042          * before the current scheduling deadline.
4043          *
4044          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
4045          * change in bandwidth until that time; so admission control is
4046          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
4047          * consume more than promised.
4048          */
4049 }
4050
4051 /*
4052  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4053  * it calls know not to change it.
4054  */
4055 #define SETPARAM_POLICY -1
4056
4057 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4058                 const struct sched_attr *attr)
4059 {
4060         int policy = attr->sched_policy;
4061
4062         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4063                 policy = p->policy;
4064
4065         p->policy = policy;
4066
4067         if (dl_policy(policy))
4068                 __setparam_dl(p, attr);
4069         else if (fair_policy(policy))
4070                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4071
4072         /*
4073          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4074          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4075          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4076          */
4077         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4078         p->normal_prio = normal_prio(p);
4079         set_load_weight(p);
4080 }
4081
4082 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4083 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4084                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4085 {
4086         __setscheduler_params(p, attr);
4087
4088         /*
4089          * Keep a potential priority boosting if called from
4090          * sched_setscheduler().
4091          */
4092         p->prio = normal_prio(p);
4093         if (keep_boost)
4094                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4095
4096         if (dl_prio(p->prio))
4097                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4098         else if (rt_prio(p->prio))
4099                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4100         else
4101                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4102 }
4103
4104 static void
4105 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4106 {
4107         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4108
4109         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4110         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4111         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4112         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4113         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4114 }
4115
4116 /*
4117  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4118  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4119  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4120  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4121  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4122  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4123  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4124  * sched_period, as the latter can be zero).
4125  */
4126 static bool
4127 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4128 {
4129         /* deadline != 0 */
4130         if (attr->sched_deadline == 0)
4131                 return false;
4132
4133         /*
4134          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4135          * that big.
4136          */
4137         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4138                 return false;
4139
4140         /*
4141          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4142          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4143          */
4144         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4145             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4146                 return false;
4147
4148         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4149         if ((attr->sched_period != 0 &&
4150              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4151             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4152                 return false;
4153
4154         return true;
4155 }
4156
4157 /*
4158  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4159  */
4160 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4161 {
4162         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4163         bool match;
4164
4165         rcu_read_lock();
4166         pcred = __task_cred(p);
4167         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4168                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4169         rcu_read_unlock();
4170         return match;
4171 }
4172
4173 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4174 {
4175         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4176
4177         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4178                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4179                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4180                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4181                 return true;
4182
4183         return false;
4184 }
4185
4186 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4187                                 const struct sched_attr *attr,
4188                                 bool user, bool pi)
4189 {
4190         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4191                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4192         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4193         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4194         const struct sched_class *prev_class;
4195         struct rq_flags rf;
4196         int reset_on_fork;
4197         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4198         struct rq *rq;
4199
4200         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4201         BUG_ON(in_interrupt());
4202 recheck:
4203         /* Double check policy once rq lock held: */
4204         if (policy < 0) {
4205                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4206                 policy = oldpolicy = p->policy;
4207         } else {
4208                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4209
4210                 if (!valid_policy(policy))
4211                         return -EINVAL;
4212         }
4213
4214         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4215                 return -EINVAL;
4216
4217         /*
4218          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4219          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4220          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4221          */
4222         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4223             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4224                 return -EINVAL;
4225         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4226             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4227                 return -EINVAL;
4228
4229         /*
4230          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4231          */
4232         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4233                 if (fair_policy(policy)) {
4234                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4235                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4236                                 return -EPERM;
4237                 }
4238
4239                 if (rt_policy(policy)) {
4240                         unsigned long rlim_rtprio =
4241                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4242
4243                         /* Can't set/change the rt policy: */
4244                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4245                                 return -EPERM;
4246
4247                         /* Can't increase priority: */
4248                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4249                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4250                                 return -EPERM;
4251                 }
4252
4253                  /*
4254                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4255                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4256                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4257                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4258                   */
4259                 if (dl_policy(policy))
4260                         return -EPERM;
4261
4262                 /*
4263                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4264                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4265                  */
4266                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4267                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4268                                 return -EPERM;
4269                 }
4270
4271                 /* Can't change other user's priorities: */
4272                 if (!check_same_owner(p))
4273                         return -EPERM;
4274
4275                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4276                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4277                         return -EPERM;
4278         }
4279
4280         if (user) {
4281                 retval = security_task_setscheduler(p);
4282                 if (retval)
4283                         return retval;
4284         }
4285
4286         /*
4287          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4288          * changing the priority of the task:
4289          *
4290          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4291          * runqueue lock must be held.
4292          */
4293         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4294         update_rq_clock(rq);
4295
4296         /*
4297          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4298          */
4299         if (p == rq->stop) {
4300                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4301                 return -EINVAL;
4302         }
4303
4304         /*
4305          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4306          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4307          */
4308         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4309                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4310                         goto change;
4311                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4312                         goto change;
4313                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4314                         goto change;
4315
4316                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4317                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4318                 return 0;
4319         }
4320 change:
4321
4322         if (user) {
4323 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4324                 /*
4325                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4326                  * assigned.
4327                  */
4328                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4329                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4330                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4331                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4332                         return -EPERM;
4333                 }
4334 #endif
4335 #ifdef CONFIG_SMP
4336                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4337                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4338
4339                         /*
4340                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4341                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4342                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4343                          */
4344                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4345                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4346                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4347                                 return -EPERM;
4348                         }
4349                 }
4350 #endif
4351         }
4352
4353         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4354         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4355                 policy = oldpolicy = -1;
4356                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4357                 goto recheck;
4358         }
4359
4360         /*
4361          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4362          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4363          * is available.
4364          */
4365         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4366                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4367                 return -EBUSY;
4368         }
4369
4370         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4371         oldprio = p->prio;
4372
4373         if (pi) {
4374                 /*
4375                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4376                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4377                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4378                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4379                  * itself.
4380                  */
4381                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4382                 if (new_effective_prio == oldprio)
4383                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4384         }
4385
4386         queued = task_on_rq_queued(p);
4387         running = task_current(rq, p);
4388         if (queued)
4389                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4390         if (running)
4391                 put_prev_task(rq, p);
4392
4393         prev_class = p->sched_class;
4394         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4395
4396         if (queued) {
4397                 /*
4398                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4399                  * increased (user space view).
4400                  */
4401                 if (oldprio < p->prio)
4402                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4403
4404                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4405         }
4406         if (running)
4407                 set_curr_task(rq, p);
4408
4409         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4410
4411         /* Avoid rq from going away on us: */
4412         preempt_disable();
4413         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4414
4415         if (pi)
4416                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4417
4418         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4419         balance_callback(rq);
4420         preempt_enable();
4421
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4426                                const struct sched_param *param, bool check)
4427 {
4428         struct sched_attr attr = {
4429                 .sched_policy   = policy,
4430                 .sched_priority = param->sched_priority,
4431                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4432         };
4433
4434         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4435         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4436                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4437                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4438                 attr.sched_policy = policy;
4439         }
4440
4441         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4442 }
4443 /**
4444  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4445  * @p: the task in question.
4446  * @policy: new policy.
4447  * @param: structure containing the new RT priority.
4448  *
4449  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4450  *
4451  * NOTE that the task may be already dead.
4452  */
4453 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4454                        const struct sched_param *param)
4455 {
4456         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4457 }
4458 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4459
4460 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4461 {
4462         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4463 }
4464 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4465
4466 /**
4467  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4468  * @p: the task in question.
4469  * @policy: new policy.
4470  * @param: structure containing the new RT priority.
4471  *
4472  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4473  * current context has permission.  For example, this is needed in
4474  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4475  * but our caller might not have that capability.
4476  *
4477  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4478  */
4479 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4480                                const struct sched_param *param)
4481 {
4482         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4483 }
4484 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4485
4486 static int
4487 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4488 {
4489         struct sched_param lparam;
4490         struct task_struct *p;
4491         int retval;
4492
4493         if (!param || pid < 0)
4494                 return -EINVAL;
4495         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4496                 return -EFAULT;
4497
4498         rcu_read_lock();
4499         retval = -ESRCH;
4500         p = find_process_by_pid(pid);
4501         if (p != NULL)
4502                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4503         rcu_read_unlock();
4504
4505         return retval;
4506 }
4507
4508 /*
4509  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4510  */
4511 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4512 {
4513         u32 size;
4514         int ret;
4515
4516         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4517                 return -EFAULT;
4518
4519         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4520         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4521
4522         ret = get_user(size, &uattr->size);
4523         if (ret)
4524                 return ret;
4525
4526         /* Bail out on silly large: */
4527         if (size > PAGE_SIZE)
4528                 goto err_size;
4529
4530         /* ABI compatibility quirk: */
4531         if (!size)
4532                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4533
4534         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4535                 goto err_size;
4536
4537         /*
4538          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4539          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4540          * user-space does not rely on any kernel feature
4541          * extensions we dont know about yet.
4542          */
4543         if (size > sizeof(*attr)) {
4544                 unsigned char __user *addr;
4545                 unsigned char __user *end;
4546                 unsigned char val;
4547
4548                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4549                 end  = (void __user *)uattr + size;
4550
4551                 for (; addr < end; addr++) {
4552                         ret = get_user(val, addr);
4553                         if (ret)
4554                                 return ret;
4555                         if (val)
4556                                 goto err_size;
4557                 }
4558                 size = sizeof(*attr);
4559         }
4560
4561         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4562         if (ret)
4563                 return -EFAULT;
4564
4565         /*
4566          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4567          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4568          */
4569         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4570
4571         return 0;
4572
4573 err_size:
4574         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4575         return -E2BIG;
4576 }
4577
4578 /**
4579  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4580  * @pid: the pid in question.
4581  * @policy: new policy.
4582  * @param: structure containing the new RT priority.
4583  *
4584  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4585  */
4586 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4587 {
4588         if (policy < 0)
4589                 return -EINVAL;
4590
4591         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4592 }
4593
4594 /**
4595  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4596  * @pid: the pid in question.
4597  * @param: structure containing the new RT priority.
4598  *
4599  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4600  */
4601 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4602 {
4603         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4604 }
4605
4606 /**
4607  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4608  * @pid: the pid in question.
4609  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4610  * @flags: for future extension.
4611  */
4612 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4613                                unsigned int, flags)
4614 {
4615         struct sched_attr attr;
4616         struct task_struct *p;
4617         int retval;
4618
4619         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4620                 return -EINVAL;
4621
4622         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4623         if (retval)
4624                 return retval;
4625
4626         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4627                 return -EINVAL;
4628
4629         rcu_read_lock();
4630         retval = -ESRCH;
4631         p = find_process_by_pid(pid);
4632         if (p != NULL)
4633                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4634         rcu_read_unlock();
4635
4636         return retval;
4637 }
4638
4639 /**
4640  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4641  * @pid: the pid in question.
4642  *
4643  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4644  * code.
4645  */
4646 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4647 {
4648         struct task_struct *p;
4649         int retval;
4650
4651         if (pid < 0)
4652                 return -EINVAL;
4653
4654         retval = -ESRCH;
4655         rcu_read_lock();
4656         p = find_process_by_pid(pid);
4657         if (p) {
4658                 retval = security_task_getscheduler(p);
4659                 if (!retval)
4660                         retval = p->policy
4661                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4662         }
4663         rcu_read_unlock();
4664         return retval;
4665 }
4666
4667 /**
4668  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4669  * @pid: the pid in question.
4670  * @param: structure containing the RT priority.
4671  *
4672  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4673  * code.
4674  */
4675 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4676 {
4677         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4678         struct task_struct *p;
4679         int retval;
4680
4681         if (!param || pid < 0)
4682                 return -EINVAL;
4683
4684         rcu_read_lock();
4685         p = find_process_by_pid(pid);
4686         retval = -ESRCH;
4687         if (!p)
4688                 goto out_unlock;
4689
4690         retval = security_task_getscheduler(p);
4691         if (retval)
4692                 goto out_unlock;
4693
4694         if (task_has_rt_policy(p))
4695                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4696         rcu_read_unlock();
4697
4698         /*
4699          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4700          */
4701         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4702
4703         return retval;
4704
4705 out_unlock:
4706         rcu_read_unlock();
4707         return retval;
4708 }
4709
4710 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4711                            struct sched_attr *attr,
4712                            unsigned int usize)
4713 {
4714         int ret;
4715
4716         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4717                 return -EFAULT;
4718
4719         /*
4720          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4721          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4722          * user-space does not get uncomplete information.
4723          */
4724         if (usize < sizeof(*attr)) {
4725                 unsigned char *addr;
4726                 unsigned char *end;
4727
4728                 addr = (void *)attr + usize;
4729                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4730
4731                 for (; addr < end; addr++) {
4732                         if (*addr)
4733                                 return -EFBIG;
4734                 }
4735
4736                 attr->size = usize;
4737         }
4738
4739         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4740         if (ret)
4741                 return -EFAULT;
4742
4743         return 0;
4744 }
4745
4746 /**
4747  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4748  * @pid: the pid in question.
4749  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4750  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4751  * @flags: for future extension.
4752  */
4753 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4754                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4755 {
4756         struct sched_attr attr = {
4757                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4758         };
4759         struct task_struct *p;
4760         int retval;
4761
4762         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4763             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4764                 return -EINVAL;
4765
4766         rcu_read_lock();
4767         p = find_process_by_pid(pid);
4768         retval = -ESRCH;
4769         if (!p)
4770                 goto out_unlock;
4771
4772         retval = security_task_getscheduler(p);
4773         if (retval)
4774                 goto out_unlock;
4775
4776         attr.sched_policy = p->policy;
4777         if (p->sched_reset_on_fork)
4778                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4779         if (task_has_dl_policy(p))
4780                 __getparam_dl(p, &attr);
4781         else if (task_has_rt_policy(p))
4782                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4783         else
4784                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4785
4786         rcu_read_unlock();
4787
4788         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4789         return retval;
4790
4791 out_unlock:
4792         rcu_read_unlock();
4793         return retval;
4794 }
4795
4796 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4797 {
4798         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4799         struct task_struct *p;
4800         int retval;
4801
4802         rcu_read_lock();
4803
4804         p = find_process_by_pid(pid);
4805         if (!p) {
4806                 rcu_read_unlock();
4807                 return -ESRCH;
4808         }
4809
4810         /* Prevent p going away */
4811         get_task_struct(p);
4812         rcu_read_unlock();
4813
4814         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4815                 retval = -EINVAL;
4816                 goto out_put_task;
4817         }
4818         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4819                 retval = -ENOMEM;
4820                 goto out_put_task;
4821         }
4822         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4823                 retval = -ENOMEM;
4824                 goto out_free_cpus_allowed;
4825         }
4826         retval = -EPERM;
4827         if (!check_same_owner(p)) {
4828                 rcu_read_lock();
4829                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4830                         rcu_read_unlock();
4831                         goto out_free_new_mask;
4832                 }
4833                 rcu_read_unlock();
4834         }
4835
4836         retval = security_task_setscheduler(p);
4837         if (retval)
4838                 goto out_free_new_mask;
4839
4840
4841         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4842         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4843
4844         /*
4845          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4846          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4847          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4848          * root_domain.
4849          */
4850 #ifdef CONFIG_SMP
4851         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4852                 rcu_read_lock();
4853                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4854                         retval = -EBUSY;
4855                         rcu_read_unlock();
4856                         goto out_free_new_mask;
4857                 }
4858                 rcu_read_unlock();
4859         }
4860 #endif
4861 again:
4862         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4863
4864         if (!retval) {
4865                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4866                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4867                         /*
4868                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4869                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4870                          * cpuset's cpus_allowed
4871                          */
4872                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4873                         goto again;
4874                 }
4875         }
4876 out_free_new_mask:
4877         free_cpumask_var(new_mask);
4878 out_free_cpus_allowed:
4879         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4880 out_put_task:
4881         put_task_struct(p);
4882         return retval;
4883 }
4884
4885 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4886                              struct cpumask *new_mask)
4887 {
4888         if (len < cpumask_size())
4889                 cpumask_clear(new_mask);
4890         else if (len > cpumask_size())
4891                 len = cpumask_size();
4892
4893         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4894 }
4895
4896 /**
4897  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4898  * @pid: pid of the process
4899  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4900  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4901  *
4902  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4903  */
4904 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4905                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4906 {
4907         cpumask_var_t new_mask;
4908         int retval;
4909
4910         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4911                 return -ENOMEM;
4912
4913         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4914         if (retval == 0)
4915                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4916         free_cpumask_var(new_mask);
4917         return retval;
4918 }
4919
4920 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4921 {
4922         struct task_struct *p;
4923         unsigned long flags;
4924         int retval;
4925
4926         rcu_read_lock();
4927
4928         retval = -ESRCH;
4929         p = find_process_by_pid(pid);
4930         if (!p)
4931                 goto out_unlock;
4932
4933         retval = security_task_getscheduler(p);
4934         if (retval)
4935                 goto out_unlock;
4936
4937         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4938         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4939         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4940
4941 out_unlock:
4942         rcu_read_unlock();
4943
4944         return retval;
4945 }
4946
4947 /**
4948  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4949  * @pid: pid of the process
4950  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4951  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4952  *
4953  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4954  * error code otherwise.
4955  */
4956 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4957                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4958 {
4959         int ret;
4960         cpumask_var_t mask;
4961
4962         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4963                 return -EINVAL;
4964         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4965                 return -EINVAL;
4966
4967         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4968                 return -ENOMEM;
4969
4970         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4971         if (ret == 0) {
4972                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4973
4974                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4975                         ret = -EFAULT;
4976                 else
4977                         ret = retlen;
4978         }
4979         free_cpumask_var(mask);
4980
4981         return ret;
4982 }
4983
4984 /**
4985  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4986  *
4987  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4988  * other threads running on this CPU then this function will return.
4989  *
4990  * Return: 0.
4991  */
4992 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4993 {
4994         struct rq_flags rf;
4995         struct rq *rq;
4996
4997         local_irq_disable();
4998         rq = this_rq();
4999         rq_lock(rq, &rf);
5000
5001         schedstat_inc(rq->yld_count);
5002         current->sched_class->yield_task(rq);
5003
5004         /*
5005          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5006          * no need to preempt or enable interrupts:
5007          */
5008         preempt_disable();
5009         rq_unlock(rq, &rf);
5010         sched_preempt_enable_no_resched();
5011
5012         schedule();
5013
5014         return 0;
5015 }
5016
5017 #ifndef CONFIG_PREEMPT
5018 int __sched _cond_resched(void)
5019 {
5020         if (should_resched(0)) {
5021                 preempt_schedule_common();
5022                 return 1;
5023         }
5024         return 0;
5025 }
5026 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5027 #endif
5028
5029 /*
5030  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5031  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5032  *
5033  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5034  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5035  * spin_unlock(), once by hand).
5036  */
5037 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5038 {
5039         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5040         int ret = 0;
5041
5042         lockdep_assert_held(lock);
5043
5044         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5045                 spin_unlock(lock);
5046                 if (resched)
5047                         preempt_schedule_common();
5048                 else
5049                         cpu_relax();
5050                 ret = 1;
5051                 spin_lock(lock);
5052         }
5053         return ret;
5054 }
5055 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5056
5057 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5058 {
5059         BUG_ON(!in_softirq());
5060
5061         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
5062                 local_bh_enable();
5063                 preempt_schedule_common();
5064                 local_bh_disable();
5065                 return 1;
5066         }
5067         return 0;
5068 }
5069 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5070
5071 /**
5072  * yield - yield the current processor to other threads.
5073  *
5074  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5075  *
5076  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5077  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5078  * it, its already broken.
5079  *
5080  * Typical broken usage is:
5081  *
5082  * while (!event)
5083  *      yield();
5084  *
5085  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5086  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5087  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5088  *
5089  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5090  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5091  * If you still want to use yield(), do not!
5092  */
5093 void __sched yield(void)
5094 {
5095         set_current_state(TASK_RUNNING);
5096         sys_sched_yield();
5097 }
5098 EXPORT_SYMBOL(yield);
5099
5100 /**
5101  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5102  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5103  * processor it's on.
5104  * @p: target task
5105  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5106  *
5107  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5108  * can't go away on us before we can do any checks.
5109  *
5110  * Return:
5111  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5112  *      false (0) if we failed to boost the target.
5113  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5114  */
5115 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5116 {
5117         struct task_struct *curr = current;
5118         struct rq *rq, *p_rq;
5119         unsigned long flags;
5120         int yielded = 0;
5121
5122         local_irq_save(flags);
5123         rq = this_rq();
5124
5125 again:
5126         p_rq = task_rq(p);
5127         /*
5128          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5129          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5130          */
5131         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5132                 yielded = -ESRCH;
5133                 goto out_irq;
5134         }
5135
5136         double_rq_lock(rq, p_rq);
5137         if (task_rq(p) != p_rq) {
5138                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5139                 goto again;
5140         }
5141
5142         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5143                 goto out_unlock;
5144
5145         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5146                 goto out_unlock;
5147
5148         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5149                 goto out_unlock;
5150
5151         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5152         if (yielded) {
5153                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5154                 /*
5155                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5156                  * fairness.
5157                  */
5158                 if (preempt && rq != p_rq)
5159                         resched_curr(p_rq);
5160         }
5161
5162 out_unlock:
5163         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5164 out_irq:
5165         local_irq_restore(flags);
5166
5167         if (yielded > 0)
5168                 schedule();
5169
5170         return yielded;
5171 }
5172 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5173
5174 int io_schedule_prepare(void)
5175 {
5176         int old_iowait = current->in_iowait;
5177
5178         current->in_iowait = 1;
5179         blk_schedule_flush_plug(current);
5180
5181         return old_iowait;
5182 }
5183
5184 void io_schedule_finish(int token)
5185 {
5186         current->in_iowait = token;
5187 }
5188
5189 /*
5190  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5191  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5192  */
5193 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5194 {
5195         int token;
5196         long ret;
5197
5198         token = io_schedule_prepare();
5199         ret = schedule_timeout(timeout);
5200         io_schedule_finish(token);
5201
5202         return ret;
5203 }
5204 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5205
5206 void io_schedule(void)
5207 {
5208         int token;
5209
5210         token = io_schedule_prepare();
5211         schedule();
5212         io_schedule_finish(token);
5213 }
5214 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5215
5216 /**
5217  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5218  * @policy: scheduling class.
5219  *
5220  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5221  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5222  * On failure, a negative error code is returned.
5223  */
5224 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5225 {
5226         int ret = -EINVAL;
5227
5228         switch (policy) {
5229         case SCHED_FIFO:
5230         case SCHED_RR:
5231                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5232                 break;
5233         case SCHED_DEADLINE:
5234         case SCHED_NORMAL:
5235         case SCHED_BATCH:
5236         case SCHED_IDLE:
5237                 ret = 0;
5238                 break;
5239         }
5240         return ret;
5241 }
5242
5243 /**
5244  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5245  * @policy: scheduling class.
5246  *
5247  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5248  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5249  * On failure, a negative error code is returned.
5250  */
5251 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5252 {
5253         int ret = -EINVAL;
5254
5255         switch (policy) {
5256         case SCHED_FIFO:
5257         case SCHED_RR:
5258                 ret = 1;
5259                 break;
5260         case SCHED_DEADLINE:
5261         case SCHED_NORMAL:
5262         case SCHED_BATCH:
5263         case SCHED_IDLE:
5264                 ret = 0;
5265         }
5266         return ret;
5267 }
5268
5269 /**
5270  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5271  * @pid: pid of the process.
5272  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5273  *
5274  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5275  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5276  *
5277  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5278  * an error code.
5279  */
5280 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5281                 struct timespec __user *, interval)
5282 {
5283         struct task_struct *p;
5284         unsigned int time_slice;
5285         struct rq_flags rf;
5286         struct timespec t;
5287         struct rq *rq;
5288         int retval;
5289
5290         if (pid < 0)
5291                 return -EINVAL;
5292
5293         retval = -ESRCH;
5294         rcu_read_lock();
5295         p = find_process_by_pid(pid);
5296         if (!p)
5297                 goto out_unlock;
5298
5299         retval = security_task_getscheduler(p);
5300         if (retval)
5301                 goto out_unlock;
5302
5303         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5304         time_slice = 0;
5305         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5306                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5307         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5308
5309         rcu_read_unlock();
5310         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5311         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5312         return retval;
5313
5314 out_unlock:
5315         rcu_read_unlock();
5316         return retval;
5317 }
5318
5319 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5320
5321 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5322 {
5323         unsigned long free = 0;
5324         int ppid;
5325         unsigned long state = p->state;
5326
5327         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5328         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5329
5330         if (!try_get_task_stack(p))
5331                 return;
5332         if (state)
5333                 state = __ffs(state) + 1;
5334         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5335                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5336         if (state == TASK_RUNNING)
5337                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5338 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5339         free = stack_not_used(p);
5340 #endif
5341         ppid = 0;
5342         rcu_read_lock();
5343         if (pid_alive(p))
5344                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5345         rcu_read_unlock();
5346         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5347                 task_pid_nr(p), ppid,
5348                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5349
5350         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5351         show_stack(p, NULL);
5352         put_task_stack(p);
5353 }
5354
5355 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5356 {
5357         struct task_struct *g, *p;
5358
5359 #if BITS_PER_LONG == 32
5360         printk(KERN_INFO
5361                 "  task                PC stack   pid father\n");
5362 #else
5363         printk(KERN_INFO
5364                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5365 #endif
5366         rcu_read_lock();
5367         for_each_process_thread(g, p) {
5368                 /*
5369                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5370                  * console might take a lot of time:
5371                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5372                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5373                  * an IPI.
5374                  */
5375                 touch_nmi_watchdog();
5376                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5377                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5378                         sched_show_task(p);
5379         }
5380
5381 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5382         if (!state_filter)
5383                 sysrq_sched_debug_show();
5384 #endif
5385         rcu_read_unlock();
5386         /*
5387          * Only show locks if all tasks are dumped:
5388          */
5389         if (!state_filter)
5390                 debug_show_all_locks();
5391 }
5392
5393 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5394 {
5395         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5396 }
5397
5398 /**
5399  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5400  * @idle: task in question
5401  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5402  *
5403  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5404  * flag, to make booting more robust.
5405  */
5406 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5407 {
5408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5409         unsigned long flags;
5410
5411         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5412         raw_spin_lock(&rq->lock);
5413
5414         __sched_fork(0, idle);
5415         idle->state = TASK_RUNNING;
5416         idle->se.exec_start = sched_clock();
5417         idle->flags |= PF_IDLE;
5418
5419         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5420
5421 #ifdef CONFIG_SMP
5422         /*
5423          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5424          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5425          *
5426          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5427          */
5428         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5429 #endif
5430         /*
5431          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5432          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5433          * lockdep check in task_group() will fail.
5434          *
5435          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5436          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5437          *
5438          * Silence PROVE_RCU
5439          */
5440         rcu_read_lock();
5441         __set_task_cpu(idle, cpu);
5442         rcu_read_unlock();
5443
5444         rq->curr = rq->idle = idle;
5445         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5446 #ifdef CONFIG_SMP
5447         idle->on_cpu = 1;
5448 #endif
5449         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5450         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5451
5452         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5453         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5454
5455         /*
5456          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5457          */
5458         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5459         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5460         vtime_init_idle(idle, cpu);
5461 #ifdef CONFIG_SMP
5462         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5463 #endif
5464 }
5465
5466 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5467                               const struct cpumask *trial)
5468 {
5469         int ret = 1, trial_cpus;
5470         struct dl_bw *cur_dl_b;
5471         unsigned long flags;
5472
5473         if (!cpumask_weight(cur))
5474                 return ret;
5475
5476         rcu_read_lock_sched();
5477         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5478         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5479
5480         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5481         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5482             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5483                 ret = 0;
5484         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5485         rcu_read_unlock_sched();
5486
5487         return ret;
5488 }
5489
5490 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5491                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5492 {
5493         int ret = 0;
5494
5495         /*
5496          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5497          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5498          * affinity and isolating such threads by their set of
5499          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5500          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5501          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5502          * before cpus_allowed may be changed.
5503          */
5504         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5505                 ret = -EINVAL;
5506                 goto out;
5507         }
5508
5509 #ifdef CONFIG_SMP
5510         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5511                                               cs_cpus_allowed)) {
5512                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5513                                                         cs_cpus_allowed);
5514                 struct dl_bw *dl_b;
5515                 bool overflow;
5516                 int cpus;
5517                 unsigned long flags;
5518
5519                 rcu_read_lock_sched();
5520                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5521                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5522                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5523                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5524                 if (overflow)
5525                         ret = -EBUSY;
5526                 else {
5527                         /*
5528                          * We reserve space for this task in the destination
5529                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5530                          * We will free resources in the source root_domain
5531                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5532                          */
5533                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5534                 }
5535                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5536                 rcu_read_unlock_sched();
5537
5538         }
5539 #endif
5540 out:
5541         return ret;
5542 }
5543
5544 #ifdef CONFIG_SMP
5545
5546 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5547
5548 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5549 /* Migrate current task p to target_cpu */
5550 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5551 {
5552         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5553         int curr_cpu = task_cpu(p);
5554
5555         if (curr_cpu == target_cpu)
5556                 return 0;
5557
5558         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5559                 return -EINVAL;
5560
5561         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5562
5563         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5564         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5565 }
5566
5567 /*
5568  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5569  * tasks on the runqueues
5570  */
5571 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5572 {
5573         bool queued, running;
5574         struct rq_flags rf;
5575         struct rq *rq;
5576
5577         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5578         queued = task_on_rq_queued(p);
5579         running = task_current(rq, p);
5580
5581         if (queued)
5582                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5583         if (running)
5584                 put_prev_task(rq, p);
5585
5586         p->numa_preferred_nid = nid;
5587
5588         if (queued)
5589                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5590         if (running)
5591                 set_curr_task(rq, p);
5592         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5593 }
5594 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5595
5596 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5597 /*
5598  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5599  * offline.
5600  */
5601 void idle_task_exit(void)
5602 {
5603         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5604
5605         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5606
5607         if (mm != &init_mm) {
5608                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5609                 finish_arch_post_lock_switch();
5610         }
5611         mmdrop(mm);
5612 }
5613
5614 /*
5615  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5616  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5617  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5618  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5619  * calculation.
5620  *
5621  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5622  */
5623 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5624 {
5625         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5626         if (delta)
5627                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5628 }
5629
5630 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5631 {
5632 }
5633
5634 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5635         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5636 };
5637
5638 static struct task_struct fake_task = {
5639         /*
5640          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5641          */
5642         .prio = MAX_PRIO + 1,
5643         .sched_class = &fake_sched_class,
5644 };
5645
5646 /*
5647  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5648  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5649  *
5650  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5651  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5652  * because of lock validation efforts.
5653  */
5654 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5655 {
5656         struct rq *rq = dead_rq;
5657         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5658         struct rq_flags orf = *rf;
5659         int dest_cpu;
5660
5661         /*
5662          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5663          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5664          *
5665          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5666          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5667          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5668          * done here.
5669          */
5670         rq->stop = NULL;
5671
5672         /*
5673          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5674          * class method both need to have an up-to-date
5675          * value of rq->clock[_task]
5676          */
5677         update_rq_clock(rq);
5678
5679         for (;;) {
5680                 /*
5681                  * There's this thread running, bail when that's the only
5682                  * remaining thread:
5683                  */
5684                 if (rq->nr_running == 1)
5685                         break;
5686
5687                 /*
5688                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5689                  */
5690                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5691                 BUG_ON(!next);
5692                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5693
5694                 /*
5695                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5696                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5697                  * stabilizes the mask.
5698                  *
5699                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5700                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5701                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5702                  */
5703                 rq_unlock(rq, rf);
5704                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5705                 rq_relock(rq, rf);
5706
5707                 /*
5708                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5709                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5710                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5711                  */
5712                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5713                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5714                         continue;
5715                 }
5716
5717                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5718                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5719                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5720                 if (rq != dead_rq) {
5721                         rq_unlock(rq, rf);
5722                         rq = dead_rq;
5723                         *rf = orf;
5724                         rq_relock(rq, rf);
5725                 }
5726                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5727         }
5728
5729         rq->stop = stop;
5730 }
5731 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5732
5733 void set_rq_online(struct rq *rq)
5734 {
5735         if (!rq->online) {
5736                 const struct sched_class *class;
5737
5738                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5739                 rq->online = 1;
5740
5741                 for_each_class(class) {
5742                         if (class->rq_online)
5743                                 class->rq_online(rq);
5744                 }
5745         }
5746 }
5747
5748 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5749 {
5750         if (rq->online) {
5751                 const struct sched_class *class;
5752
5753                 for_each_class(class) {
5754                         if (class->rq_offline)
5755                                 class->rq_offline(rq);
5756                 }
5757
5758                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5759                 rq->online = 0;
5760         }
5761 }
5762
5763 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5764 {
5765         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5766
5767         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5768 }
5769
5770 /*
5771  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5772  */
5773 static int num_cpus_frozen;
5774
5775 /*
5776  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5777  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5778  * around partition_sched_domains().
5779  *
5780  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5781  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5782  */
5783 static void cpuset_cpu_active(void)
5784 {
5785         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5786                 /*
5787                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5788                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5789                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5790                  * domain, ignoring cpusets.
5791                  */
5792                 num_cpus_frozen--;
5793                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5794                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5795                         return;
5796                 }
5797                 /*
5798                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5799                  * restore the original sched domains by considering the
5800                  * cpuset configurations.
5801                  */
5802         }
5803         cpuset_update_active_cpus();
5804 }
5805
5806 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5807 {
5808         unsigned long flags;
5809         struct dl_bw *dl_b;
5810         bool overflow;
5811         int cpus;
5812
5813         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5814                 rcu_read_lock_sched();
5815                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5816
5817                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5818                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5819                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5820                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5821
5822                 rcu_read_unlock_sched();
5823
5824                 if (overflow)
5825                         return -EBUSY;
5826                 cpuset_update_active_cpus();
5827         } else {
5828                 num_cpus_frozen++;
5829                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5830         }
5831         return 0;
5832 }
5833
5834 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5835 {
5836         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5837         struct rq_flags rf;
5838
5839         set_cpu_active(cpu, true);
5840
5841         if (sched_smp_initialized) {
5842                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5843                 cpuset_cpu_active();
5844         }
5845
5846         /*
5847          * Put the rq online, if not already. This happens:
5848          *
5849          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5850          *    after all CPUs have been brought up.
5851          *
5852          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5853          *    domains.
5854          */
5855         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5856         if (rq->rd) {
5857                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5858                 set_rq_online(rq);
5859         }
5860         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5861
5862         update_max_interval();
5863
5864         return 0;
5865 }
5866
5867 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5868 {
5869         int ret;
5870
5871         set_cpu_active(cpu, false);
5872         /*
5873          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5874          * users of this state to go away such that all new such users will
5875          * observe it.
5876          *
5877          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5878          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5879          *
5880          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5881          */
5882         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5883                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5884         else
5885                 synchronize_rcu();
5886
5887         if (!sched_smp_initialized)
5888                 return 0;
5889
5890         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5891         if (ret) {
5892                 set_cpu_active(cpu, true);
5893                 return ret;
5894         }
5895         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5896         return 0;
5897 }
5898
5899 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5900 {
5901         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5902
5903         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5904         update_max_interval();
5905 }
5906
5907 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5908 {
5909         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5910         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5911         return 0;
5912 }
5913
5914 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5915 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5916 {
5917         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5918         struct rq_flags rf;
5919
5920         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5921         sched_ttwu_pending();
5922
5923         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5924         if (rq->rd) {
5925                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5926                 set_rq_offline(rq);
5927         }
5928         migrate_tasks(rq, &rf);
5929         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5930         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5931
5932         calc_load_migrate(rq);
5933         update_max_interval();
5934         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5935         hrtick_clear(rq);
5936         return 0;
5937 }
5938 #endif
5939
5940 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5941 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5942
5943 static void sched_init_smt(void)
5944 {
5945         /*
5946          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5947          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5948          */
5949         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5950                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5951 }
5952 #else
5953 static inline void sched_init_smt(void) { }
5954 #endif
5955
5956 void __init sched_init_smp(void)
5957 {
5958         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5959
5960         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5961         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5962
5963         sched_init_numa();
5964
5965         /*
5966          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5967          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5968          * happen.
5969          */
5970         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5971         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5972         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5973         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5974                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5975         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5976
5977         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5978         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5979                 BUG();
5980         sched_init_granularity();
5981         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5982
5983         init_sched_rt_class();
5984         init_sched_dl_class();
5985
5986         sched_init_smt();
5987         sched_clock_init_late();
5988
5989         sched_smp_initialized = true;
5990 }
5991
5992 static int __init migration_init(void)
5993 {
5994         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5995         return 0;
5996 }
5997 early_initcall(migration_init);
5998
5999 #else
6000 void __init sched_init_smp(void)
6001 {
6002         sched_init_granularity();
6003         sched_clock_init_late();
6004 }
6005 #endif /* CONFIG_SMP */
6006
6007 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6008 {
6009         return in_lock_functions(addr) ||
6010                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6011                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6012 }
6013
6014 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6015 /*
6016  * Default task group.
6017  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6018  */
6019 struct task_group root_task_group;
6020 LIST_HEAD(task_groups);
6021
6022 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6023 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6024 #endif
6025
6026 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6027 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6028
6029 #define WAIT_TABLE_BITS 8
6030 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
6031 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
6032
6033 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
6034 {
6035         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
6036         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
6037
6038         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
6039 }
6040 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
6041
6042 void __init sched_init(void)
6043 {
6044         int i, j;
6045         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6046
6047         sched_clock_init();
6048
6049         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
6050                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
6051
6052 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6053         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6054 #endif
6055 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6056         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6057 #endif
6058         if (alloc_size) {
6059                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6060
6061 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6062                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6063                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6064
6065                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6066                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6067
6068 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6069 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6070                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6071                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6072
6073                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6074                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6075
6076 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6077         }
6078 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6079         for_each_possible_cpu(i) {
6080                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6081                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6082                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6083                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6084         }
6085 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6086
6087         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6088         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6089
6090 #ifdef CONFIG_SMP
6091         init_defrootdomain();
6092 #endif
6093
6094 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6095         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6096                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6097 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6098
6099 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6100         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6101
6102         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6103         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6104         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6105         autogroup_init(&init_task);
6106 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6107
6108         for_each_possible_cpu(i) {
6109                 struct rq *rq;
6110
6111                 rq = cpu_rq(i);
6112                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6113                 rq->nr_running = 0;
6114                 rq->calc_load_active = 0;
6115                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6116                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6117                 init_rt_rq(&rq->rt);
6118                 init_dl_rq(&rq->dl);
6119 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6120                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6121                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6122                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6123                 /*
6124                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6125                  *
6126                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6127                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6128                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6129                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6130                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6131                  * (se->load.weight).
6132                  *
6133                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6134                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6135                  * then A0's share of the CPU resource is:
6136                  *
6137                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6138                  *
6139                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6140                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6141                  */
6142                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6143                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6144 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6145
6146                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6147 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6148                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6149 #endif
6150
6151                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6152                         rq->cpu_load[j] = 0;
6153
6154 #ifdef CONFIG_SMP
6155                 rq->sd = NULL;
6156                 rq->rd = NULL;
6157                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6158                 rq->balance_callback = NULL;
6159                 rq->active_balance = 0;
6160                 rq->next_balance = jiffies;
6161                 rq->push_cpu = 0;
6162                 rq->cpu = i;
6163                 rq->online = 0;
6164                 rq->idle_stamp = 0;
6165                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6166                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6167
6168                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6169
6170                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6171 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6172                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6173                 rq->nohz_flags = 0;
6174 #endif
6175 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6176                 rq->last_sched_tick = 0;
6177 #endif
6178 #endif /* CONFIG_SMP */
6179                 init_rq_hrtick(rq);
6180                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6181         }
6182
6183         set_load_weight(&init_task);
6184
6185         /*
6186          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6187          */
6188         mmgrab(&init_mm);
6189         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6190
6191         /*
6192          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6193          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6194          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6195          * when this runqueue becomes "idle".
6196          */
6197         init_idle(current, smp_processor_id());
6198
6199         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6200
6201 #ifdef CONFIG_SMP
6202         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6203         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6204         if (cpu_isolated_map == NULL)
6205                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6206         idle_thread_set_boot_cpu();
6207         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6208 #endif
6209         init_sched_fair_class();
6210
6211         init_schedstats();
6212
6213         scheduler_running = 1;
6214 }
6215
6216 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6217 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6218 {
6219         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6220
6221         return (nested == preempt_offset);
6222 }
6223
6224 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6225 {
6226         /*
6227          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6228          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6229          * otherwise we will destroy state.
6230          */
6231         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6232                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6233                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6234                         current->state,
6235                         (void *)current->task_state_change,
6236                         (void *)current->task_state_change);
6237
6238         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6239 }
6240 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6241
6242 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6243 {
6244         /* Ratelimiting timestamp: */
6245         static unsigned long prev_jiffy;
6246
6247         unsigned long preempt_disable_ip;
6248
6249         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6250         rcu_sleep_check();
6251
6252         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6253              !is_idle_task(current)) ||
6254             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6255                 return;
6256         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6257                 return;
6258         prev_jiffy = jiffies;
6259
6260         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6261         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6262
6263         printk(KERN_ERR
6264                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6265                         file, line);
6266         printk(KERN_ERR
6267                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6268                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6269                         current->pid, current->comm);
6270
6271         if (task_stack_end_corrupted(current))
6272                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6273
6274         debug_show_held_locks(current);
6275         if (irqs_disabled())
6276                 print_irqtrace_events(current);
6277         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6278             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6279                 pr_err("Preemption disabled at:");
6280                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6281                 pr_cont("\n");
6282         }
6283         dump_stack();
6284         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6285 }
6286 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6287 #endif
6288
6289 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6290 void normalize_rt_tasks(void)
6291 {
6292         struct task_struct *g, *p;
6293         struct sched_attr attr = {
6294                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6295         };
6296
6297         read_lock(&tasklist_lock);
6298         for_each_process_thread(g, p) {
6299                 /*
6300                  * Only normalize user tasks:
6301                  */
6302                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6303                         continue;
6304
6305                 p->se.exec_start = 0;
6306                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6307                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6308                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6309
6310                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6311                         /*
6312                          * Renice negative nice level userspace
6313                          * tasks back to 0:
6314                          */
6315                         if (task_nice(p) < 0)
6316                                 set_user_nice(p, 0);
6317                         continue;
6318                 }
6319
6320                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6321         }
6322         read_unlock(&tasklist_lock);
6323 }
6324
6325 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6326
6327 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6328 /*
6329  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6330  *
6331  * They can only be called when the whole system has been
6332  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6333  * activity can take place. Using them for anything else would
6334  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6335  * under any other configuration.
6336  */
6337
6338 /**
6339  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6340  * @cpu: the processor in question.
6341  *
6342  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6343  *
6344  * Return: The current task for @cpu.
6345  */
6346 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6347 {
6348         return cpu_curr(cpu);
6349 }
6350
6351 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6352
6353 #ifdef CONFIG_IA64
6354 /**
6355  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6356  * @cpu: the processor in question.
6357  * @p: the task pointer to set.
6358  *
6359  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6360  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6361  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6362  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6363  * and caller must save the original value of the current task (see
6364  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6365  * re-starting the system.
6366  *
6367  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6368  */
6369 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6370 {
6371         cpu_curr(cpu) = p;
6372 }
6373
6374 #endif
6375
6376 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6377 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6378 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6379
6380 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6381 {
6382         free_fair_sched_group(tg);
6383         free_rt_sched_group(tg);
6384         autogroup_free(tg);
6385         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6386 }
6387
6388 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6389 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6390 {
6391         struct task_group *tg;
6392
6393         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6394         if (!tg)
6395                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6396
6397         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6398                 goto err;
6399
6400         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6401                 goto err;
6402
6403         return tg;
6404
6405 err:
6406         sched_free_group(tg);
6407         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6408 }
6409
6410 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6411 {
6412         unsigned long flags;
6413
6414         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6415         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6416
6417         /* Root should already exist: */
6418         WARN_ON(!parent);
6419
6420         tg->parent = parent;
6421         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6422         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6423         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6424
6425         online_fair_sched_group(tg);
6426 }
6427
6428 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6429 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6430 {
6431         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6432         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6433 }
6434
6435 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6436 {
6437         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6438         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6439 }
6440
6441 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6442 {
6443         unsigned long flags;
6444
6445         /* End participation in shares distribution: */
6446         unregister_fair_sched_group(tg);
6447
6448         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6449         list_del_rcu(&tg->list);
6450         list_del_rcu(&tg->siblings);
6451         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6452 }
6453
6454 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6455 {
6456         struct task_group *tg;
6457
6458         /*
6459          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6460          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6461          * to prevent lockdep warnings.
6462          */
6463         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6464                           struct task_group, css);
6465         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6466         tsk->sched_task_group = tg;
6467
6468 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6469         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6470                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6471         else
6472 #endif
6473                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6474 }
6475
6476 /*
6477  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6478  *
6479  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6480  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6481  * its new group.
6482  */
6483 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6484 {
6485         int queued, running, queue_flags =
6486                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6487         struct rq_flags rf;
6488         struct rq *rq;
6489
6490         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6491         update_rq_clock(rq);
6492
6493         running = task_current(rq, tsk);
6494         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6495
6496         if (queued)
6497                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6498         if (running)
6499                 put_prev_task(rq, tsk);
6500
6501         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6502
6503         if (queued)
6504                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6505         if (running)
6506                 set_curr_task(rq, tsk);
6507
6508         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6509 }
6510 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6511
6512 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6513 /*
6514  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6515  */
6516 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6517
6518 /* Must be called with tasklist_lock held */
6519 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6520 {
6521         struct task_struct *g, *p;
6522
6523         /*
6524          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6525          */
6526         if (task_group_is_autogroup(tg))
6527                 return 0;
6528
6529         for_each_process_thread(g, p) {
6530                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6531                         return 1;
6532         }
6533
6534         return 0;
6535 }
6536
6537 struct rt_schedulable_data {
6538         struct task_group *tg;
6539         u64 rt_period;
6540         u64 rt_runtime;
6541 };
6542
6543 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6544 {
6545         struct rt_schedulable_data *d = data;
6546         struct task_group *child;
6547         unsigned long total, sum = 0;
6548         u64 period, runtime;
6549
6550         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6551         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6552
6553         if (tg == d->tg) {
6554                 period = d->rt_period;
6555                 runtime = d->rt_runtime;
6556         }
6557
6558         /*
6559          * Cannot have more runtime than the period.
6560          */
6561         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6562                 return -EINVAL;
6563
6564         /*
6565          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6566          */
6567         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6568                 return -EBUSY;
6569
6570         total = to_ratio(period, runtime);
6571
6572         /*
6573          * Nobody can have more than the global setting allows.
6574          */
6575         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6576                 return -EINVAL;
6577
6578         /*
6579          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6580          */
6581         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6582                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6583                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6584
6585                 if (child == d->tg) {
6586                         period = d->rt_period;
6587                         runtime = d->rt_runtime;
6588                 }
6589
6590                 sum += to_ratio(period, runtime);
6591         }
6592
6593         if (sum > total)
6594                 return -EINVAL;
6595
6596         return 0;
6597 }
6598
6599 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6600 {
6601         int ret;
6602
6603         struct rt_schedulable_data data = {
6604                 .tg = tg,
6605                 .rt_period = period,
6606                 .rt_runtime = runtime,
6607         };
6608
6609         rcu_read_lock();
6610         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6611         rcu_read_unlock();
6612
6613         return ret;
6614 }
6615
6616 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6617                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6618 {
6619         int i, err = 0;
6620
6621         /*
6622          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6623          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6624          */
6625         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6626                 return -EINVAL;
6627
6628         /* No period doesn't make any sense. */
6629         if (rt_period == 0)
6630                 return -EINVAL;
6631
6632         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6633         read_lock(&tasklist_lock);
6634         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6635         if (err)
6636                 goto unlock;
6637
6638         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6639         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6640         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6641
6642         for_each_possible_cpu(i) {
6643                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6644
6645                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6646                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6647                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6648         }
6649         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6650 unlock:
6651         read_unlock(&tasklist_lock);
6652         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6653
6654         return err;
6655 }
6656
6657 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6658 {
6659         u64 rt_runtime, rt_period;
6660
6661         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6662         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6663         if (rt_runtime_us < 0)
6664                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6665
6666         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6667 }
6668
6669 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6670 {
6671         u64 rt_runtime_us;
6672
6673         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6674                 return -1;
6675
6676         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6677         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6678         return rt_runtime_us;
6679 }
6680
6681 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6682 {
6683         u64 rt_runtime, rt_period;
6684
6685         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6686         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6687
6688         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6689 }
6690
6691 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6692 {
6693         u64 rt_period_us;
6694
6695         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6696         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6697         return rt_period_us;
6698 }
6699 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6700
6701 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6702 static int sched_rt_global_constraints(void)
6703 {
6704         int ret = 0;
6705
6706         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6707         read_lock(&tasklist_lock);
6708         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6709         read_unlock(&tasklist_lock);
6710         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6711
6712         return ret;
6713 }
6714
6715 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6716 {
6717         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6718         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6719                 return 0;
6720
6721         return 1;
6722 }
6723
6724 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6725 static int sched_rt_global_constraints(void)
6726 {
6727         unsigned long flags;
6728         int i;
6729
6730         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6731         for_each_possible_cpu(i) {
6732                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6733
6734                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6735                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6736                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6737         }
6738         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6739
6740         return 0;
6741 }
6742 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6743
6744 static int sched_dl_global_validate(void)
6745 {
6746         u64 runtime = global_rt_runtime();
6747         u64 period = global_rt_period();
6748         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6749         struct dl_bw *dl_b;
6750         int cpu, ret = 0;
6751         unsigned long flags;
6752
6753         /*
6754          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6755          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6756          * any of the root_domains.
6757          *
6758          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6759          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6760          * solutions is welcome!
6761          */
6762         for_each_possible_cpu(cpu) {
6763                 rcu_read_lock_sched();
6764                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6765
6766                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6767                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6768                         ret = -EBUSY;
6769                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6770
6771                 rcu_read_unlock_sched();
6772
6773                 if (ret)
6774                         break;
6775         }
6776
6777         return ret;
6778 }
6779
6780 static void sched_dl_do_global(void)
6781 {
6782         u64 new_bw = -1;
6783         struct dl_bw *dl_b;
6784         int cpu;
6785         unsigned long flags;
6786
6787         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6788         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6789
6790         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6791                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6792
6793         /*
6794          * FIXME: As above...
6795          */
6796         for_each_possible_cpu(cpu) {
6797                 rcu_read_lock_sched();
6798                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6799
6800                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6801                 dl_b->bw = new_bw;
6802                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6803
6804                 rcu_read_unlock_sched();
6805         }
6806 }
6807
6808 static int sched_rt_global_validate(void)
6809 {
6810         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6811                 return -EINVAL;
6812
6813         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6814                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6815                 return -EINVAL;
6816
6817         return 0;
6818 }
6819
6820 static void sched_rt_do_global(void)
6821 {
6822         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6823         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6824 }
6825
6826 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6827                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6828                 loff_t *ppos)
6829 {
6830         int old_period, old_runtime;
6831         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6832         int ret;
6833
6834         mutex_lock(&mutex);
6835         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6836         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6837
6838         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6839
6840         if (!ret && write) {
6841                 ret = sched_rt_global_validate();
6842                 if (ret)
6843                         goto undo;
6844
6845                 ret = sched_dl_global_validate();
6846                 if (ret)
6847                         goto undo;
6848
6849                 ret = sched_rt_global_constraints();
6850                 if (ret)
6851                         goto undo;
6852
6853                 sched_rt_do_global();
6854                 sched_dl_do_global();
6855         }
6856         if (0) {
6857 undo:
6858                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6859                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6860         }
6861         mutex_unlock(&mutex);
6862
6863         return ret;
6864 }
6865
6866 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6867                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6868                 loff_t *ppos)
6869 {
6870         int ret;
6871         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6872
6873         mutex_lock(&mutex);
6874         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6875         /*
6876          * Make sure that internally we keep jiffies.
6877          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6878          */
6879         if (!ret && write) {
6880                 sched_rr_timeslice =
6881                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6882                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6883         }
6884         mutex_unlock(&mutex);
6885         return ret;
6886 }
6887
6888 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6889
6890 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6891 {
6892         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6893 }
6894
6895 static struct cgroup_subsys_state *
6896 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6897 {
6898         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6899         struct task_group *tg;
6900
6901         if (!parent) {
6902                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6903                 return &root_task_group.css;
6904         }
6905
6906         tg = sched_create_group(parent);
6907         if (IS_ERR(tg))
6908                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6909
6910         return &tg->css;
6911 }
6912
6913 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6914 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6915 {
6916         struct task_group *tg = css_tg(css);
6917         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6918
6919         if (parent)
6920                 sched_online_group(tg, parent);
6921         return 0;
6922 }
6923
6924 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6925 {
6926         struct task_group *tg = css_tg(css);
6927
6928         sched_offline_group(tg);
6929 }
6930
6931 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6932 {
6933         struct task_group *tg = css_tg(css);
6934
6935         /*
6936          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6937          */
6938         sched_free_group(tg);
6939 }
6940
6941 /*
6942  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6943  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6944  */
6945 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6946 {
6947         struct rq_flags rf;
6948         struct rq *rq;
6949
6950         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6951
6952         update_rq_clock(rq);
6953         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6954
6955         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6956 }
6957
6958 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6959 {
6960         struct task_struct *task;
6961         struct cgroup_subsys_state *css;
6962         int ret = 0;
6963
6964         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6965 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6966                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6967                         return -EINVAL;
6968 #else
6969                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6970                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6971                         return -EINVAL;
6972 #endif
6973                 /*
6974                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6975                  * running, we're sure to observe its full state.
6976                  */
6977                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6978                 /*
6979                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6980                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6981                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6982                  */
6983                 if (task->state == TASK_NEW)
6984                         ret = -EINVAL;
6985                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6986
6987                 if (ret)
6988                         break;
6989         }
6990         return ret;
6991 }
6992
6993 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6994 {
6995         struct task_struct *task;
6996         struct cgroup_subsys_state *css;
6997
6998         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6999                 sched_move_task(task);
7000 }
7001
7002 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7003 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7004                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7005 {
7006         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7007 }
7008
7009 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7010                                struct cftype *cft)
7011 {
7012         struct task_group *tg = css_tg(css);
7013
7014         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7015 }
7016
7017 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7018 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7019
7020 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7021 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7022
7023 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7024
7025 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7026 {
7027         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7028         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7029
7030         if (tg == &root_task_group)
7031                 return -EINVAL;
7032
7033         /*
7034          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7035          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7036          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7037          */
7038         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7039                 return -EINVAL;
7040
7041         /*
7042          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7043          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7044          * feasibility.
7045          */
7046         if (period > max_cfs_quota_period)
7047                 return -EINVAL;
7048
7049         /*
7050          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7051          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7052          */
7053         get_online_cpus();
7054         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7055         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7056         if (ret)
7057                 goto out_unlock;
7058
7059         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7060         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7061         /*
7062          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7063          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7064          */
7065         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7066                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7067         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7068         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7069         cfs_b->quota = quota;
7070
7071         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7072
7073         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7074         if (runtime_enabled)
7075                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7076
7077         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7078
7079         for_each_online_cpu(i) {
7080                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7081                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7082                 struct rq_flags rf;
7083
7084                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7085                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7086                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7087
7088                 if (cfs_rq->throttled)
7089                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7090                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7091         }
7092         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7093                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7094 out_unlock:
7095         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7096         put_online_cpus();
7097
7098         return ret;
7099 }
7100
7101 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7102 {
7103         u64 quota, period;
7104
7105         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7106         if (cfs_quota_us < 0)
7107                 quota = RUNTIME_INF;
7108         else
7109                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7110
7111         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7112 }
7113
7114 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7115 {
7116         u64 quota_us;
7117
7118         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7119                 return -1;
7120
7121         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7122         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7123
7124         return quota_us;
7125 }
7126
7127 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7128 {
7129         u64 quota, period;
7130
7131         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7132         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7133
7134         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7135 }
7136
7137 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7138 {
7139         u64 cfs_period_us;
7140
7141         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7142         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7143
7144         return cfs_period_us;
7145 }
7146
7147 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7148                                   struct cftype *cft)
7149 {
7150         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7151 }
7152
7153 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7154                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7155 {
7156         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7157 }
7158
7159 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7160                                    struct cftype *cft)
7161 {
7162         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7163 }
7164
7165 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7166                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7167 {
7168         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7169 }
7170
7171 struct cfs_schedulable_data {
7172         struct task_group *tg;
7173         u64 period, quota;
7174 };
7175
7176 /*
7177  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7178  * note: units are usecs
7179  */
7180 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7181                                struct cfs_schedulable_data *d)
7182 {
7183         u64 quota, period;
7184
7185         if (tg == d->tg) {
7186                 period = d->period;
7187                 quota = d->quota;
7188         } else {
7189                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7190                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7191         }
7192
7193         /* note: these should typically be equivalent */
7194         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7195                 return RUNTIME_INF;
7196
7197         return to_ratio(period, quota);
7198 }
7199
7200 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7201 {
7202         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7203         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7204         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7205
7206         if (!tg->parent) {
7207                 quota = RUNTIME_INF;
7208         } else {
7209                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7210
7211                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7212                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7213
7214                 /*
7215                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7216                  * limit is set:
7217                  */
7218                 if (quota == RUNTIME_INF)
7219                         quota = parent_quota;
7220                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7221                         return -EINVAL;
7222         }
7223         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7224
7225         return 0;
7226 }
7227
7228 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7229 {
7230         int ret;
7231         struct cfs_schedulable_data data = {
7232                 .tg = tg,
7233                 .period = period,
7234                 .quota = quota,
7235         };
7236
7237         if (quota != RUNTIME_INF) {
7238                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7239                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7240         }
7241
7242         rcu_read_lock();
7243         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7244         rcu_read_unlock();
7245
7246         return ret;
7247 }
7248
7249 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7250 {
7251         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7252         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7253
7254         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7255         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7256         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7257
7258         return 0;
7259 }
7260 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7261 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7262
7263 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7264 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7265                                 struct cftype *cft, s64 val)
7266 {
7267         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7268 }
7269
7270 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7271                                struct cftype *cft)
7272 {
7273         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7274 }
7275
7276 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7277                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7278 {
7279         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7280 }
7281
7282 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7283                                    struct cftype *cft)
7284 {
7285         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7286 }
7287 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7288
7289 static struct cftype cpu_files[] = {
7290 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7291         {
7292                 .name = "shares",
7293                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7294                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7295         },
7296 #endif
7297 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7298         {
7299                 .name = "cfs_quota_us",
7300                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7301                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7302         },
7303         {
7304                 .name = "cfs_period_us",
7305                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7306                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7307         },
7308         {
7309                 .name = "stat",
7310                 .seq_show = cpu_stats_show,
7311         },
7312 #endif
7313 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7314         {
7315                 .name = "rt_runtime_us",
7316                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7317                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7318         },
7319         {
7320                 .name = "rt_period_us",
7321                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7322                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7323         },
7324 #endif
7325         { }     /* Terminate */
7326 };
7327
7328 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7329         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7330         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7331         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7332         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7333         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7334         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7335         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7336         .legacy_cftypes = cpu_files,
7337         .early_init     = true,
7338 };
7339
7340 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7341
7342 void dump_cpu_task(int cpu)
7343 {
7344         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7345         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7346 }
7347
7348 /*
7349  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7350  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7351  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7352  * that remained on nice 0.
7353  *
7354  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7355  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7356  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7357  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7358  * the relative distance between them is ~25%.)
7359  */
7360 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7361  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7362  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7363  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7364  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7365  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7366  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7367  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7368  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7369 };
7370
7371 /*
7372  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7373  *
7374  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7375  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7376  * into multiplications:
7377  */
7378 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7379  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7380  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7381  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7382  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7383  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7384  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7385  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7386  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7387 };