Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76 #include <linux/compiler.h>
77
78 #include <asm/switch_to.h>
79 #include <asm/tlb.h>
80 #include <asm/irq_regs.h>
81 #include <asm/mutex.h>
82 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
83 #include <asm/paravirt.h>
84 #endif
85
86 #include "sched.h"
87 #include "../workqueue_internal.h"
88 #include "../smpboot.h"
89
90 #define CREATE_TRACE_POINTS
91 #include <trace/events/sched.h>
92
93 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
95
96 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
97
98 void update_rq_clock(struct rq *rq)
99 {
100         s64 delta;
101
102         lockdep_assert_held(&rq->lock);
103
104         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
105                 return;
106
107         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
108         if (delta < 0)
109                 return;
110         rq->clock += delta;
111         update_rq_clock_task(rq, delta);
112 }
113
114 /*
115  * Debugging: various feature bits
116  */
117
118 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
119         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
120
121 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
122 #include "features.h"
123         0;
124
125 #undef SCHED_FEAT
126
127 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         #name ,
130
131 static const char * const sched_feat_names[] = {
132 #include "features.h"
133 };
134
135 #undef SCHED_FEAT
136
137 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
138 {
139         int i;
140
141         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
142                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
143                         seq_puts(m, "NO_");
144                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
145         }
146         seq_puts(m, "\n");
147
148         return 0;
149 }
150
151 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
152
153 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
154 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
155
156 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
157         jump_label_key__##enabled ,
158
159 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
160 #include "features.h"
161 };
162
163 #undef SCHED_FEAT
164
165 static void sched_feat_disable(int i)
166 {
167         static_key_disable(&sched_feat_keys[i]);
168 }
169
170 static void sched_feat_enable(int i)
171 {
172         static_key_enable(&sched_feat_keys[i]);
173 }
174 #else
175 static void sched_feat_disable(int i) { };
176 static void sched_feat_enable(int i) { };
177 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
178
179 static int sched_feat_set(char *cmp)
180 {
181         int i;
182         int neg = 0;
183
184         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
185                 neg = 1;
186                 cmp += 3;
187         }
188
189         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
190                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
191                         if (neg) {
192                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
193                                 sched_feat_disable(i);
194                         } else {
195                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
196                                 sched_feat_enable(i);
197                         }
198                         break;
199                 }
200         }
201
202         return i;
203 }
204
205 static ssize_t
206 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
207                 size_t cnt, loff_t *ppos)
208 {
209         char buf[64];
210         char *cmp;
211         int i;
212         struct inode *inode;
213
214         if (cnt > 63)
215                 cnt = 63;
216
217         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
218                 return -EFAULT;
219
220         buf[cnt] = 0;
221         cmp = strstrip(buf);
222
223         /* Ensure the static_key remains in a consistent state */
224         inode = file_inode(filp);
225         mutex_lock(&inode->i_mutex);
226         i = sched_feat_set(cmp);
227         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
228         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
229                 return -EINVAL;
230
231         *ppos += cnt;
232
233         return cnt;
234 }
235
236 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
237 {
238         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
239 }
240
241 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
242         .open           = sched_feat_open,
243         .write          = sched_feat_write,
244         .read           = seq_read,
245         .llseek         = seq_lseek,
246         .release        = single_release,
247 };
248
249 static __init int sched_init_debug(void)
250 {
251         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
252                         &sched_feat_fops);
253
254         return 0;
255 }
256 late_initcall(sched_init_debug);
257 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
258
259 /*
260  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
261  * Limited because this is done with IRQs disabled.
262  */
263 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
264
265 /*
266  * period over which we average the RT time consumption, measured
267  * in ms.
268  *
269  * default: 1s
270  */
271 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
272
273 /*
274  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
275  * default: 1s
276  */
277 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
278
279 __read_mostly int scheduler_running;
280
281 /*
282  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
283  * default: 0.95s
284  */
285 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
286
287 /* cpus with isolated domains */
288 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
289
290 /*
291  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
292  */
293 static struct rq *this_rq_lock(void)
294         __acquires(rq->lock)
295 {
296         struct rq *rq;
297
298         local_irq_disable();
299         rq = this_rq();
300         raw_spin_lock(&rq->lock);
301
302         return rq;
303 }
304
305 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
306 /*
307  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
308  */
309
310 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
311 {
312         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
313                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
314 }
315
316 /*
317  * High-resolution timer tick.
318  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
319  */
320 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
321 {
322         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
323
324         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
325
326         raw_spin_lock(&rq->lock);
327         update_rq_clock(rq);
328         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
329         raw_spin_unlock(&rq->lock);
330
331         return HRTIMER_NORESTART;
332 }
333
334 #ifdef CONFIG_SMP
335
336 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
337 {
338         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
339
340         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
341 }
342
343 /*
344  * called from hardirq (IPI) context
345  */
346 static void __hrtick_start(void *arg)
347 {
348         struct rq *rq = arg;
349
350         raw_spin_lock(&rq->lock);
351         __hrtick_restart(rq);
352         rq->hrtick_csd_pending = 0;
353         raw_spin_unlock(&rq->lock);
354 }
355
356 /*
357  * Called to set the hrtick timer state.
358  *
359  * called with rq->lock held and irqs disabled
360  */
361 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
362 {
363         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
364         ktime_t time;
365         s64 delta;
366
367         /*
368          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
369          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
370          */
371         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
372         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
373
374         hrtimer_set_expires(timer, time);
375
376         if (rq == this_rq()) {
377                 __hrtick_restart(rq);
378         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
379                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
380                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
381         }
382 }
383
384 static int
385 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
386 {
387         int cpu = (int)(long)hcpu;
388
389         switch (action) {
390         case CPU_UP_CANCELED:
391         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
392         case CPU_DOWN_PREPARE:
393         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
394         case CPU_DEAD:
395         case CPU_DEAD_FROZEN:
396                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
397                 return NOTIFY_OK;
398         }
399
400         return NOTIFY_DONE;
401 }
402
403 static __init void init_hrtick(void)
404 {
405         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
406 }
407 #else
408 /*
409  * Called to set the hrtick timer state.
410  *
411  * called with rq->lock held and irqs disabled
412  */
413 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
414 {
415         /*
416          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
417          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
418          */
419         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
420         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
421                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
422 }
423
424 static inline void init_hrtick(void)
425 {
426 }
427 #endif /* CONFIG_SMP */
428
429 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
430 {
431 #ifdef CONFIG_SMP
432         rq->hrtick_csd_pending = 0;
433
434         rq->hrtick_csd.flags = 0;
435         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
436         rq->hrtick_csd.info = rq;
437 #endif
438
439         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
440         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
441 }
442 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
443 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
444 {
445 }
446
447 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
448 {
449 }
450
451 static inline void init_hrtick(void)
452 {
453 }
454 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
455
456 /*
457  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
458  */
459 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
460 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
461         for (;;) {                                                      \
462                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
463                 if (__old == __val)                                     \
464                         break;                                          \
465                 __val = __old;                                          \
466         }                                                               \
467         __old;                                                          \
468 })
469
470 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
471 /*
472  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
473  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
474  * spurious IPIs.
475  */
476 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
477 {
478         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
479         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
480 }
481
482 /*
483  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
484  *
485  * If this returns true, then the idle task promises to call
486  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
487  */
488 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
489 {
490         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
491         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
492
493         for (;;) {
494                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
495                         return false;
496                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
497                         return true;
498                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
499                 if (old == val)
500                         break;
501                 val = old;
502         }
503         return true;
504 }
505
506 #else
507 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
508 {
509         set_tsk_need_resched(p);
510         return true;
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
515 {
516         return false;
517 }
518 #endif
519 #endif
520
521 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
522 {
523         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
524
525         /*
526          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
527          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
528          * wakeup due to that.
529          *
530          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
531          * barrier implied by the wakeup in wake_up_list().
532          */
533         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
534                 return;
535
536         get_task_struct(task);
537
538         /*
539          * The head is context local, there can be no concurrency.
540          */
541         *head->lastp = node;
542         head->lastp = &node->next;
543 }
544
545 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
546 {
547         struct wake_q_node *node = head->first;
548
549         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
550                 struct task_struct *task;
551
552                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
553                 BUG_ON(!task);
554                 /* task can safely be re-inserted now */
555                 node = node->next;
556                 task->wake_q.next = NULL;
557
558                 /*
559                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
560                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
561                  */
562                 wake_up_process(task);
563                 put_task_struct(task);
564         }
565 }
566
567 /*
568  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
569  *
570  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
571  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
572  * the target CPU.
573  */
574 void resched_curr(struct rq *rq)
575 {
576         struct task_struct *curr = rq->curr;
577         int cpu;
578
579         lockdep_assert_held(&rq->lock);
580
581         if (test_tsk_need_resched(curr))
582                 return;
583
584         cpu = cpu_of(rq);
585
586         if (cpu == smp_processor_id()) {
587                 set_tsk_need_resched(curr);
588                 set_preempt_need_resched();
589                 return;
590         }
591
592         if (set_nr_and_not_polling(curr))
593                 smp_send_reschedule(cpu);
594         else
595                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
596 }
597
598 void resched_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601         unsigned long flags;
602
603         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
604                 return;
605         resched_curr(rq);
606         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
607 }
608
609 #ifdef CONFIG_SMP
610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
611 /*
612  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
613  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
614  *
615  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
616  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
617  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
618  */
619 int get_nohz_timer_target(void)
620 {
621         int i, cpu = smp_processor_id();
622         struct sched_domain *sd;
623
624         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
625                 return cpu;
626
627         rcu_read_lock();
628         for_each_domain(cpu, sd) {
629                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
630                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(cpu)) {
631                                 cpu = i;
632                                 goto unlock;
633                         }
634                 }
635         }
636
637         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
638                 cpu = housekeeping_any_cpu();
639 unlock:
640         rcu_read_unlock();
641         return cpu;
642 }
643 /*
644  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
645  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
646  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
647  * idle system the next event might even be infinite time into the
648  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
649  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
650  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
651  * wheel for the next timer event.
652  */
653 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
654 {
655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
656
657         if (cpu == smp_processor_id())
658                 return;
659
660         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
661                 smp_send_reschedule(cpu);
662         else
663                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
664 }
665
666 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
667 {
668         /*
669          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
670          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
671          * If needed we can still optimize that later with an
672          * empty IRQ.
673          */
674         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
675                 if (cpu != smp_processor_id() ||
676                     tick_nohz_tick_stopped())
677                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
678                 return true;
679         }
680
681         return false;
682 }
683
684 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
685 {
686         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
687                 wake_up_idle_cpu(cpu);
688 }
689
690 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
691 {
692         int cpu = smp_processor_id();
693
694         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
695                 return false;
696
697         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
698                 return true;
699
700         /*
701          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
702          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
703          */
704         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
705         return false;
706 }
707
708 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
709
710 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
711 {
712         return false;
713 }
714
715 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
716
717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
718 bool sched_can_stop_tick(void)
719 {
720         /*
721          * FIFO realtime policy runs the highest priority task. Other runnable
722          * tasks are of a lower priority. The scheduler tick does nothing.
723          */
724         if (current->policy == SCHED_FIFO)
725                 return true;
726
727         /*
728          * Round-robin realtime tasks time slice with other tasks at the same
729          * realtime priority. Is this task the only one at this priority?
730          */
731         if (current->policy == SCHED_RR) {
732                 struct sched_rt_entity *rt_se = &current->rt;
733
734                 return rt_se->run_list.prev == rt_se->run_list.next;
735         }
736
737         /*
738          * More than one running task need preemption.
739          * nr_running update is assumed to be visible
740          * after IPI is sent from wakers.
741          */
742         if (this_rq()->nr_running > 1)
743                 return false;
744
745         return true;
746 }
747 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
748
749 void sched_avg_update(struct rq *rq)
750 {
751         s64 period = sched_avg_period();
752
753         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
754                 /*
755                  * Inline assembly required to prevent the compiler
756                  * optimising this loop into a divmod call.
757                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
758                  */
759                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
760                 rq->age_stamp += period;
761                 rq->rt_avg /= 2;
762         }
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
768                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
769 /*
770  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
771  * node and @up when leaving it for the final time.
772  *
773  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
774  */
775 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
776                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
777 {
778         struct task_group *parent, *child;
779         int ret;
780
781         parent = from;
782
783 down:
784         ret = (*down)(parent, data);
785         if (ret)
786                 goto out;
787         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
788                 parent = child;
789                 goto down;
790
791 up:
792                 continue;
793         }
794         ret = (*up)(parent, data);
795         if (ret || parent == from)
796                 goto out;
797
798         child = parent;
799         parent = parent->parent;
800         if (parent)
801                 goto up;
802 out:
803         return ret;
804 }
805
806 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
807 {
808         return 0;
809 }
810 #endif
811
812 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
813 {
814         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
815         struct load_weight *load = &p->se.load;
816
817         /*
818          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
819          */
820         if (idle_policy(p->policy)) {
821                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
822                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
823                 return;
824         }
825
826         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
827         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
828 }
829
830 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
831 {
832         update_rq_clock(rq);
833         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
834                 sched_info_queued(rq, p);
835         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
836 }
837
838 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
839 {
840         update_rq_clock(rq);
841         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
842                 sched_info_dequeued(rq, p);
843         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
844 }
845
846 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
847 {
848         if (task_contributes_to_load(p))
849                 rq->nr_uninterruptible--;
850
851         enqueue_task(rq, p, flags);
852 }
853
854 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
855 {
856         if (task_contributes_to_load(p))
857                 rq->nr_uninterruptible++;
858
859         dequeue_task(rq, p, flags);
860 }
861
862 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
863 {
864 /*
865  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
866  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
867  */
868 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
869         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
870 #endif
871 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
872         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
873
874         /*
875          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
876          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
877          * {soft,}irq region.
878          *
879          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
880          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
881          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
882          * monotonic.
883          *
884          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
885          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
886          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
887          * atomic ops.
888          */
889         if (irq_delta > delta)
890                 irq_delta = delta;
891
892         rq->prev_irq_time += irq_delta;
893         delta -= irq_delta;
894 #endif
895 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
896         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
897                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
898                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
899
900                 if (unlikely(steal > delta))
901                         steal = delta;
902
903                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
904                 delta -= steal;
905         }
906 #endif
907
908         rq->clock_task += delta;
909
910 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
911         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
912                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
913 #endif
914 }
915
916 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
917 {
918         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
919         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
920
921         if (stop) {
922                 /*
923                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
924                  * userspace knows about and won't get confused about.
925                  *
926                  * Also, it will make PI more or less work without too
927                  * much confusion -- but then, stop work should not
928                  * rely on PI working anyway.
929                  */
930                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
931
932                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
933         }
934
935         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
936
937         if (old_stop) {
938                 /*
939                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
940                  * it can die in pieces.
941                  */
942                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
943         }
944 }
945
946 /*
947  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
948  */
949 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
950 {
951         return p->static_prio;
952 }
953
954 /*
955  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
956  * without taking RT-inheritance into account. Might be
957  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
958  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
959  * estimator recalculates.
960  */
961 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
962 {
963         int prio;
964
965         if (task_has_dl_policy(p))
966                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
967         else if (task_has_rt_policy(p))
968                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
969         else
970                 prio = __normal_prio(p);
971         return prio;
972 }
973
974 /*
975  * Calculate the current priority, i.e. the priority
976  * taken into account by the scheduler. This value might
977  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
978  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
979  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
980  */
981 static int effective_prio(struct task_struct *p)
982 {
983         p->normal_prio = normal_prio(p);
984         /*
985          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
986          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
987          * to the normal priority:
988          */
989         if (!rt_prio(p->prio))
990                 return p->normal_prio;
991         return p->prio;
992 }
993
994 /**
995  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
996  * @p: the task in question.
997  *
998  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
999  */
1000 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1001 {
1002         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1003 }
1004
1005 /*
1006  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1007  * use the balance_callback list if you want balancing.
1008  *
1009  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1010  * balance_callback().
1011  */
1012 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1013                                        const struct sched_class *prev_class,
1014                                        int oldprio)
1015 {
1016         if (prev_class != p->sched_class) {
1017                 if (prev_class->switched_from)
1018                         prev_class->switched_from(rq, p);
1019
1020                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1021         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1022                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1023 }
1024
1025 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1026 {
1027         const struct sched_class *class;
1028
1029         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1030                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1031         } else {
1032                 for_each_class(class) {
1033                         if (class == rq->curr->sched_class)
1034                                 break;
1035                         if (class == p->sched_class) {
1036                                 resched_curr(rq);
1037                                 break;
1038                         }
1039                 }
1040         }
1041
1042         /*
1043          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1044          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1045          */
1046         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1047                 rq_clock_skip_update(rq, true);
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_SMP
1051 /*
1052  * This is how migration works:
1053  *
1054  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1055  *    stop_one_cpu().
1056  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1057  *    off the CPU)
1058  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1059  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1060  *    it and puts it into the right queue.
1061  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1062  *    is done.
1063  */
1064
1065 /*
1066  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1067  *
1068  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1069  */
1070 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
1071 {
1072         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1073
1074         dequeue_task(rq, p, 0);
1075         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1076         set_task_cpu(p, new_cpu);
1077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1078
1079         rq = cpu_rq(new_cpu);
1080
1081         raw_spin_lock(&rq->lock);
1082         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1083         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1084         enqueue_task(rq, p, 0);
1085         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1086
1087         return rq;
1088 }
1089
1090 struct migration_arg {
1091         struct task_struct *task;
1092         int dest_cpu;
1093 };
1094
1095 /*
1096  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1097  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1098  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1099  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1100  *
1101  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1102  * as the task is no longer on this CPU.
1103  */
1104 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1105 {
1106         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1107                 return rq;
1108
1109         /* Affinity changed (again). */
1110         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1111                 return rq;
1112
1113         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1114
1115         return rq;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1120  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1121  * 'pushing' onto another runqueue.
1122  */
1123 static int migration_cpu_stop(void *data)
1124 {
1125         struct migration_arg *arg = data;
1126         struct task_struct *p = arg->task;
1127         struct rq *rq = this_rq();
1128
1129         /*
1130          * The original target cpu might have gone down and we might
1131          * be on another cpu but it doesn't matter.
1132          */
1133         local_irq_disable();
1134         /*
1135          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1136          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1137          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1138          */
1139         sched_ttwu_pending();
1140
1141         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1142         raw_spin_lock(&rq->lock);
1143         /*
1144          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1145          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1146          * we're holding p->pi_lock.
1147          */
1148         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1149                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1150         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1151         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1152
1153         local_irq_enable();
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1159  * actually call this function.
1160  */
1161 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1162 {
1163         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1164         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1165 }
1166
1167 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1168 {
1169         struct rq *rq = task_rq(p);
1170         bool queued, running;
1171
1172         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1173
1174         queued = task_on_rq_queued(p);
1175         running = task_current(rq, p);
1176
1177         if (queued) {
1178                 /*
1179                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1180                  * holding rq->lock.
1181                  */
1182                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1183                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1184         }
1185         if (running)
1186                 put_prev_task(rq, p);
1187
1188         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1189
1190         if (running)
1191                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1192         if (queued)
1193                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1198  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1199  * is removed from the allowed bitmask.
1200  *
1201  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1202  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1203  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1204  */
1205 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1206                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1207 {
1208         unsigned long flags;
1209         struct rq *rq;
1210         unsigned int dest_cpu;
1211         int ret = 0;
1212
1213         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1214
1215         /*
1216          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1217          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1218          */
1219         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1220                 ret = -EINVAL;
1221                 goto out;
1222         }
1223
1224         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1225                 goto out;
1226
1227         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
1228                 ret = -EINVAL;
1229                 goto out;
1230         }
1231
1232         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1233
1234         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1235         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1236                 goto out;
1237
1238         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
1239         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1240                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1241                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1242                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1243                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1244                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1245                 return 0;
1246         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1247                 /*
1248                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1249                  * afterwards anyway.
1250                  */
1251                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1252                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1253                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1254         }
1255 out:
1256         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1262 {
1263         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1266
1267 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1268 {
1269 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1270         /*
1271          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1272          * ttwu() will sort out the placement.
1273          */
1274         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1275                         !p->on_rq);
1276
1277 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1278         /*
1279          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1280          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1281          *
1282          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1283          * see task_group().
1284          *
1285          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1286          * task_rq_lock().
1287          */
1288         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1289                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1290 #endif
1291 #endif
1292
1293         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1294
1295         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1296                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1297                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1298                 p->se.nr_migrations++;
1299                 perf_event_task_migrate(p);
1300         }
1301
1302         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1303 }
1304
1305 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1306 {
1307         if (task_on_rq_queued(p)) {
1308                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1309
1310                 src_rq = task_rq(p);
1311                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1312
1313                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1314                 set_task_cpu(p, cpu);
1315                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1316                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1317         } else {
1318                 /*
1319                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1320                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1321                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1322                  */
1323                 p->wake_cpu = cpu;
1324         }
1325 }
1326
1327 struct migration_swap_arg {
1328         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1329         int src_cpu, dst_cpu;
1330 };
1331
1332 static int migrate_swap_stop(void *data)
1333 {
1334         struct migration_swap_arg *arg = data;
1335         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1336         int ret = -EAGAIN;
1337
1338         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1339                 return -EAGAIN;
1340
1341         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1342         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1343
1344         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1345                         &arg->dst_task->pi_lock);
1346         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1347
1348         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1349                 goto unlock;
1350
1351         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1352                 goto unlock;
1353
1354         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1355                 goto unlock;
1356
1357         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1358                 goto unlock;
1359
1360         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1361         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1362
1363         ret = 0;
1364
1365 unlock:
1366         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1367         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1368         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1369
1370         return ret;
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Cross migrate two tasks
1375  */
1376 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1377 {
1378         struct migration_swap_arg arg;
1379         int ret = -EINVAL;
1380
1381         arg = (struct migration_swap_arg){
1382                 .src_task = cur,
1383                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1384                 .dst_task = p,
1385                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1386         };
1387
1388         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1389                 goto out;
1390
1391         /*
1392          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1393          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1394          */
1395         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1396                 goto out;
1397
1398         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1399                 goto out;
1400
1401         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1402                 goto out;
1403
1404         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1405         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1406
1407 out:
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1413  *
1414  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1415  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1416  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1417  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1418  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1419  * @p has remained unscheduled the whole time.
1420  *
1421  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1422  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1423  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1424  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1425  * waiting to become inactive.
1426  */
1427 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1428 {
1429         unsigned long flags;
1430         int running, queued;
1431         unsigned long ncsw;
1432         struct rq *rq;
1433
1434         for (;;) {
1435                 /*
1436                  * We do the initial early heuristics without holding
1437                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1438                  * the runqueue lock when things look like they will
1439                  * work out!
1440                  */
1441                 rq = task_rq(p);
1442
1443                 /*
1444                  * If the task is actively running on another CPU
1445                  * still, just relax and busy-wait without holding
1446                  * any locks.
1447                  *
1448                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1449                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1450                  * But we don't care, since "task_running()" will
1451                  * return false if the runqueue has changed and p
1452                  * is actually now running somewhere else!
1453                  */
1454                 while (task_running(rq, p)) {
1455                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1456                                 return 0;
1457                         cpu_relax();
1458                 }
1459
1460                 /*
1461                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1462                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1463                  * just go back and repeat.
1464                  */
1465                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1466                 trace_sched_wait_task(p);
1467                 running = task_running(rq, p);
1468                 queued = task_on_rq_queued(p);
1469                 ncsw = 0;
1470                 if (!match_state || p->state == match_state)
1471                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1472                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1473
1474                 /*
1475                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1476                  */
1477                 if (unlikely(!ncsw))
1478                         break;
1479
1480                 /*
1481                  * Was it really running after all now that we
1482                  * checked with the proper locks actually held?
1483                  *
1484                  * Oops. Go back and try again..
1485                  */
1486                 if (unlikely(running)) {
1487                         cpu_relax();
1488                         continue;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * It's not enough that it's not actively running,
1493                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1494                  * preempted!
1495                  *
1496                  * So if it was still runnable (but just not actively
1497                  * running right now), it's preempted, and we should
1498                  * yield - it could be a while.
1499                  */
1500                 if (unlikely(queued)) {
1501                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1502
1503                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1504                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1505                         continue;
1506                 }
1507
1508                 /*
1509                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1510                  * runnable, which means that it will never become
1511                  * running in the future either. We're all done!
1512                  */
1513                 break;
1514         }
1515
1516         return ncsw;
1517 }
1518
1519 /***
1520  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1521  * @p: the to-be-kicked thread
1522  *
1523  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1524  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1525  *
1526  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1527  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1528  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1529  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1530  * achieved as well.
1531  */
1532 void kick_process(struct task_struct *p)
1533 {
1534         int cpu;
1535
1536         preempt_disable();
1537         cpu = task_cpu(p);
1538         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1539                 smp_send_reschedule(cpu);
1540         preempt_enable();
1541 }
1542 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1543
1544 /*
1545  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1546  */
1547 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1548 {
1549         int nid = cpu_to_node(cpu);
1550         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1551         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1552         int dest_cpu;
1553
1554         /*
1555          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1556          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1557          * select the cpu on the other node.
1558          */
1559         if (nid != -1) {
1560                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1561
1562                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1563                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1564                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1565                                 continue;
1566                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1567                                 continue;
1568                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1569                                 return dest_cpu;
1570                 }
1571         }
1572
1573         for (;;) {
1574                 /* Any allowed, online CPU? */
1575                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1576                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1577                                 continue;
1578                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1579                                 continue;
1580                         goto out;
1581                 }
1582
1583                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1584                 switch (state) {
1585                 case cpuset:
1586                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1587                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1588                                 state = possible;
1589                                 break;
1590                         }
1591                         /* fall-through */
1592                 case possible:
1593                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1594                         state = fail;
1595                         break;
1596
1597                 case fail:
1598                         BUG();
1599                         break;
1600                 }
1601         }
1602
1603 out:
1604         if (state != cpuset) {
1605                 /*
1606                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1607                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1608                  * leave kernel.
1609                  */
1610                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1611                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1612                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1613                 }
1614         }
1615
1616         return dest_cpu;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1621  */
1622 static inline
1623 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1624 {
1625         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1626
1627         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1628                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1629
1630         /*
1631          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1632          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1633          * cpu.
1634          *
1635          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1636          *
1637          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1638          *   not worry about this generic constraint ]
1639          */
1640         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1641                      !cpu_online(cpu)))
1642                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1643
1644         return cpu;
1645 }
1646
1647 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1648 {
1649         s64 diff = sample - *avg;
1650         *avg += diff >> 3;
1651 }
1652
1653 #else
1654
1655 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1656                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1657 {
1658         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1659 }
1660
1661 #endif /* CONFIG_SMP */
1662
1663 static void
1664 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1665 {
1666 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1667         struct rq *rq = this_rq();
1668
1669 #ifdef CONFIG_SMP
1670         int this_cpu = smp_processor_id();
1671
1672         if (cpu == this_cpu) {
1673                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1674                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1675         } else {
1676                 struct sched_domain *sd;
1677
1678                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1679                 rcu_read_lock();
1680                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1681                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1682                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1683                                 break;
1684                         }
1685                 }
1686                 rcu_read_unlock();
1687         }
1688
1689         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1690                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1691
1692 #endif /* CONFIG_SMP */
1693
1694         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1695         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1696
1697         if (wake_flags & WF_SYNC)
1698                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1699
1700 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1701 }
1702
1703 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1704 {
1705         activate_task(rq, p, en_flags);
1706         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1707
1708         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1709         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1710                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1715  */
1716 static void
1717 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1718 {
1719         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1720         p->state = TASK_RUNNING;
1721         trace_sched_wakeup(p);
1722
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724         if (p->sched_class->task_woken) {
1725                 /*
1726                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1727                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1728                  */
1729                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1730                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1731                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1732         }
1733
1734         if (rq->idle_stamp) {
1735                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1736                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1737
1738                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1739
1740                 if (rq->avg_idle > max)
1741                         rq->avg_idle = max;
1742
1743                 rq->idle_stamp = 0;
1744         }
1745 #endif
1746 }
1747
1748 static void
1749 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1750 {
1751         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1752
1753 #ifdef CONFIG_SMP
1754         if (p->sched_contributes_to_load)
1755                 rq->nr_uninterruptible--;
1756 #endif
1757
1758         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1759         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1764  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1765  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1766  * the task is still ->on_rq.
1767  */
1768 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1769 {
1770         struct rq *rq;
1771         int ret = 0;
1772
1773         rq = __task_rq_lock(p);
1774         if (task_on_rq_queued(p)) {
1775                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1776                 update_rq_clock(rq);
1777                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1778                 ret = 1;
1779         }
1780         __task_rq_unlock(rq);
1781
1782         return ret;
1783 }
1784
1785 #ifdef CONFIG_SMP
1786 void sched_ttwu_pending(void)
1787 {
1788         struct rq *rq = this_rq();
1789         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1790         struct task_struct *p;
1791         unsigned long flags;
1792
1793         if (!llist)
1794                 return;
1795
1796         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1797         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1798
1799         while (llist) {
1800                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1801                 llist = llist_next(llist);
1802                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1803         }
1804
1805         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1806         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1807 }
1808
1809 void scheduler_ipi(void)
1810 {
1811         /*
1812          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1813          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1814          * this IPI.
1815          */
1816         preempt_fold_need_resched();
1817
1818         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1819                 return;
1820
1821         /*
1822          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1823          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1824          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1825          * we do call them.
1826          *
1827          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1828          * properly.
1829          *
1830          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1831          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1832          * somewhat pessimize the simple resched case.
1833          */
1834         irq_enter();
1835         sched_ttwu_pending();
1836
1837         /*
1838          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1839          */
1840         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1841                 this_rq()->idle_balance = 1;
1842                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1843         }
1844         irq_exit();
1845 }
1846
1847 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1848 {
1849         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1850
1851         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1852                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1853                         smp_send_reschedule(cpu);
1854                 else
1855                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1856         }
1857 }
1858
1859 void wake_up_if_idle(int cpu)
1860 {
1861         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1862         unsigned long flags;
1863
1864         rcu_read_lock();
1865
1866         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1867                 goto out;
1868
1869         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1870                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1871         } else {
1872                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1873                 if (is_idle_task(rq->curr))
1874                         smp_send_reschedule(cpu);
1875                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1876                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1877         }
1878
1879 out:
1880         rcu_read_unlock();
1881 }
1882
1883 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1884 {
1885         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1886 }
1887 #endif /* CONFIG_SMP */
1888
1889 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1890 {
1891         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1892
1893 #if defined(CONFIG_SMP)
1894         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1895                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1896                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1897                 return;
1898         }
1899 #endif
1900
1901         raw_spin_lock(&rq->lock);
1902         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1903         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1904         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1905         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1906 }
1907
1908 /**
1909  * try_to_wake_up - wake up a thread
1910  * @p: the thread to be awakened
1911  * @state: the mask of task states that can be woken
1912  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1913  *
1914  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1915  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1916  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1917  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1918  * runnable without the overhead of this.
1919  *
1920  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1921  * or @state didn't match @p's state.
1922  */
1923 static int
1924 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1925 {
1926         unsigned long flags;
1927         int cpu, success = 0;
1928
1929         /*
1930          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1931          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1932          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1933          * set_current_state() the waiting thread does.
1934          */
1935         smp_mb__before_spinlock();
1936         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1937         if (!(p->state & state))
1938                 goto out;
1939
1940         trace_sched_waking(p);
1941
1942         success = 1; /* we're going to change ->state */
1943         cpu = task_cpu(p);
1944
1945         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1946                 goto stat;
1947
1948 #ifdef CONFIG_SMP
1949         /*
1950          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1951          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1952          */
1953         while (p->on_cpu)
1954                 cpu_relax();
1955         /*
1956          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1957          */
1958         smp_rmb();
1959
1960         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1961         p->state = TASK_WAKING;
1962
1963         if (p->sched_class->task_waking)
1964                 p->sched_class->task_waking(p);
1965
1966         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1967         if (task_cpu(p) != cpu) {
1968                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1969                 set_task_cpu(p, cpu);
1970         }
1971 #endif /* CONFIG_SMP */
1972
1973         ttwu_queue(p, cpu);
1974 stat:
1975         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1976 out:
1977         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1978
1979         return success;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1984  * @p: the thread to be awakened
1985  *
1986  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1987  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1988  * the current task.
1989  */
1990 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1991 {
1992         struct rq *rq = task_rq(p);
1993
1994         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1995             WARN_ON_ONCE(p == current))
1996                 return;
1997
1998         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1999
2000         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2001                 /*
2002                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2003                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2004                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2005                  * not yet picked a replacement task.
2006                  */
2007                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2008                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2009                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2010                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2011                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2012         }
2013
2014         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2015                 goto out;
2016
2017         trace_sched_waking(p);
2018
2019         if (!task_on_rq_queued(p))
2020                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2021
2022         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2023         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2024 out:
2025         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2026 }
2027
2028 /**
2029  * wake_up_process - Wake up a specific process
2030  * @p: The process to be woken up.
2031  *
2032  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2033  * processes.
2034  *
2035  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2036  *
2037  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2038  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2039  */
2040 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2041 {
2042         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
2043         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2044 }
2045 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2046
2047 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2048 {
2049         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2054  */
2055 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2056 {
2057         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2058
2059         dl_se->dl_runtime = 0;
2060         dl_se->dl_deadline = 0;
2061         dl_se->dl_period = 0;
2062         dl_se->flags = 0;
2063         dl_se->dl_bw = 0;
2064
2065         dl_se->dl_throttled = 0;
2066         dl_se->dl_new = 1;
2067         dl_se->dl_yielded = 0;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2072  * p is forked by current.
2073  *
2074  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2075  */
2076 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2077 {
2078         p->on_rq                        = 0;
2079
2080         p->se.on_rq                     = 0;
2081         p->se.exec_start                = 0;
2082         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2083         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2084         p->se.nr_migrations             = 0;
2085         p->se.vruntime                  = 0;
2086         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2087
2088 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2089         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2090 #endif
2091
2092         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2093         init_dl_task_timer(&p->dl);
2094         __dl_clear_params(p);
2095
2096         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2097
2098 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2099         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2100 #endif
2101
2102 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2103         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2104                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2105                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2106         }
2107
2108         if (clone_flags & CLONE_VM)
2109                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2110         else
2111                 p->numa_preferred_nid = -1;
2112
2113         p->node_stamp = 0ULL;
2114         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2115         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2116         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2117         p->numa_faults = NULL;
2118         p->last_task_numa_placement = 0;
2119         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2120
2121         p->numa_group = NULL;
2122 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2123 }
2124
2125 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2126
2127 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2128
2129 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2130 {
2131         if (enabled)
2132                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2133         else
2134                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2135 }
2136
2137 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2138 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2139                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2140 {
2141         struct ctl_table t;
2142         int err;
2143         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2144
2145         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2146                 return -EPERM;
2147
2148         t = *table;
2149         t.data = &state;
2150         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2151         if (err < 0)
2152                 return err;
2153         if (write)
2154                 set_numabalancing_state(state);
2155         return err;
2156 }
2157 #endif
2158 #endif
2159
2160 /*
2161  * fork()/clone()-time setup:
2162  */
2163 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2164 {
2165         unsigned long flags;
2166         int cpu = get_cpu();
2167
2168         __sched_fork(clone_flags, p);
2169         /*
2170          * We mark the process as running here. This guarantees that
2171          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2172          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2173          */
2174         p->state = TASK_RUNNING;
2175
2176         /*
2177          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2178          */
2179         p->prio = current->normal_prio;
2180
2181         /*
2182          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2183          */
2184         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2185                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2186                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2187                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2188                         p->rt_priority = 0;
2189                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2190                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2191
2192                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2193                 set_load_weight(p);
2194
2195                 /*
2196                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2197                  * fulfilled its duty:
2198                  */
2199                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2200         }
2201
2202         if (dl_prio(p->prio)) {
2203                 put_cpu();
2204                 return -EAGAIN;
2205         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2206                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2207         } else {
2208                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2209         }
2210
2211         if (p->sched_class->task_fork)
2212                 p->sched_class->task_fork(p);
2213
2214         /*
2215          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2216          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2217          * is ran before sched_fork().
2218          *
2219          * Silence PROVE_RCU.
2220          */
2221         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2222         set_task_cpu(p, cpu);
2223         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2224
2225 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2226         if (likely(sched_info_on()))
2227                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2228 #endif
2229 #if defined(CONFIG_SMP)
2230         p->on_cpu = 0;
2231 #endif
2232         init_task_preempt_count(p);
2233 #ifdef CONFIG_SMP
2234         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2235         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2236 #endif
2237
2238         put_cpu();
2239         return 0;
2240 }
2241
2242 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2243 {
2244         if (runtime == RUNTIME_INF)
2245                 return 1ULL << 20;
2246
2247         /*
2248          * Doing this here saves a lot of checks in all
2249          * the calling paths, and returning zero seems
2250          * safe for them anyway.
2251          */
2252         if (period == 0)
2253                 return 0;
2254
2255         return div64_u64(runtime << 20, period);
2256 }
2257
2258 #ifdef CONFIG_SMP
2259 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2260 {
2261         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2262                          "sched RCU must be held");
2263         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2264 }
2265
2266 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2267 {
2268         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2269         int cpus = 0;
2270
2271         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2272                          "sched RCU must be held");
2273         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2274                 cpus++;
2275
2276         return cpus;
2277 }
2278 #else
2279 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2280 {
2281         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2282 }
2283
2284 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2285 {
2286         return 1;
2287 }
2288 #endif
2289
2290 /*
2291  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2292  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2293  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2294  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2295  *
2296  * This function is called while holding p's rq->lock.
2297  *
2298  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2299  * __setparam_dl().
2300  */
2301 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2302                        const struct sched_attr *attr)
2303 {
2304
2305         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2306         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2307         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2308         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2309         int cpus, err = -1;
2310
2311         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2312                 return 0;
2313
2314         /*
2315          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2316          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2317          * allocated bandwidth of the container.
2318          */
2319         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2320         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2321         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2322             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2323                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2324                 err = 0;
2325         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2326                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2327                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2328                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2329                 err = 0;
2330         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2331                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2332                 err = 0;
2333         }
2334         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2335
2336         return err;
2337 }
2338
2339 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2340
2341 /*
2342  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2343  *
2344  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2345  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2346  * on the runqueue and wakes it.
2347  */
2348 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2349 {
2350         unsigned long flags;
2351         struct rq *rq;
2352
2353         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2354         /* Initialize new task's runnable average */
2355         init_entity_runnable_average(&p->se);
2356 #ifdef CONFIG_SMP
2357         /*
2358          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2359          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2360          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2361          */
2362         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2363 #endif
2364
2365         rq = __task_rq_lock(p);
2366         activate_task(rq, p, 0);
2367         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2368         trace_sched_wakeup_new(p);
2369         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2370 #ifdef CONFIG_SMP
2371         if (p->sched_class->task_woken) {
2372                 /*
2373                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2374                  * drop it.
2375                  */
2376                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2377                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2378                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2379         }
2380 #endif
2381         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2382 }
2383
2384 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2385
2386 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2387
2388 void preempt_notifier_inc(void)
2389 {
2390         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2391 }
2392 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2393
2394 void preempt_notifier_dec(void)
2395 {
2396         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2397 }
2398 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2399
2400 /**
2401  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2402  * @notifier: notifier struct to register
2403  */
2404 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2405 {
2406         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2407                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2408
2409         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2410 }
2411 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2412
2413 /**
2414  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2415  * @notifier: notifier struct to unregister
2416  *
2417  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2418  */
2419 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2420 {
2421         hlist_del(&notifier->link);
2422 }
2423 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2424
2425 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2426 {
2427         struct preempt_notifier *notifier;
2428
2429         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2430                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2431 }
2432
2433 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2434 {
2435         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2436                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2437 }
2438
2439 static void
2440 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2441                                    struct task_struct *next)
2442 {
2443         struct preempt_notifier *notifier;
2444
2445         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2446                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2447 }
2448
2449 static __always_inline void
2450 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2451                                  struct task_struct *next)
2452 {
2453         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2454                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2455 }
2456
2457 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2458
2459 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2460 {
2461 }
2462
2463 static inline void
2464 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2465                                  struct task_struct *next)
2466 {
2467 }
2468
2469 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2470
2471 /**
2472  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2473  * @rq: the runqueue preparing to switch
2474  * @prev: the current task that is being switched out
2475  * @next: the task we are going to switch to.
2476  *
2477  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2478  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2479  * switch.
2480  *
2481  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2482  * hooks.
2483  */
2484 static inline void
2485 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2486                     struct task_struct *next)
2487 {
2488         sched_info_switch(rq, prev, next);
2489         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2490         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2491         prepare_lock_switch(rq, next);
2492         prepare_arch_switch(next);
2493 }
2494
2495 /**
2496  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2497  * @prev: the thread we just switched away from.
2498  *
2499  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2500  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2501  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2502  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2503  *
2504  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2505  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2506  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2507  * details.)
2508  *
2509  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2510  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2511  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2512  * because prev may have moved to another CPU.
2513  */
2514 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2515         __releases(rq->lock)
2516 {
2517         struct rq *rq = this_rq();
2518         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2519         long prev_state;
2520
2521         /*
2522          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2523          * because it left us after:
2524          *
2525          *      schedule()
2526          *        preempt_disable();                    // 1
2527          *        __schedule()
2528          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2529          *
2530          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2531          */
2532         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2533                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2534                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2535                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2536
2537         rq->prev_mm = NULL;
2538
2539         /*
2540          * A task struct has one reference for the use as "current".
2541          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2542          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2543          * the scheduled task must drop that reference.
2544          *
2545          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2546          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2547          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2548          * transition, resulting in a double drop.
2549          */
2550         prev_state = prev->state;
2551         vtime_task_switch(prev);
2552         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2553         finish_lock_switch(rq, prev);
2554         finish_arch_post_lock_switch();
2555
2556         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2557         if (mm)
2558                 mmdrop(mm);
2559         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2560                 if (prev->sched_class->task_dead)
2561                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2562
2563                 /*
2564                  * Remove function-return probe instances associated with this
2565                  * task and put them back on the free list.
2566                  */
2567                 kprobe_flush_task(prev);
2568                 put_task_struct(prev);
2569         }
2570
2571         tick_nohz_task_switch();
2572         return rq;
2573 }
2574
2575 #ifdef CONFIG_SMP
2576
2577 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2578 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2579 {
2580         struct callback_head *head, *next;
2581         void (*func)(struct rq *rq);
2582         unsigned long flags;
2583
2584         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2585         head = rq->balance_callback;
2586         rq->balance_callback = NULL;
2587         while (head) {
2588                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2589                 next = head->next;
2590                 head->next = NULL;
2591                 head = next;
2592
2593                 func(rq);
2594         }
2595         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2596 }
2597
2598 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2599 {
2600         if (unlikely(rq->balance_callback))
2601                 __balance_callback(rq);
2602 }
2603
2604 #else
2605
2606 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2607 {
2608 }
2609
2610 #endif
2611
2612 /**
2613  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2614  * @prev: the thread we just switched away from.
2615  */
2616 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2617         __releases(rq->lock)
2618 {
2619         struct rq *rq;
2620
2621         /*
2622          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2623          * finish_task_switch() for details.
2624          *
2625          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2626          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2627          * PREEMPT_COUNT kernels).
2628          */
2629
2630         rq = finish_task_switch(prev);
2631         balance_callback(rq);
2632         preempt_enable();
2633
2634         if (current->set_child_tid)
2635                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2636 }
2637
2638 /*
2639  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2640  */
2641 static inline struct rq *
2642 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2643                struct task_struct *next)
2644 {
2645         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2646
2647         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2648
2649         mm = next->mm;
2650         oldmm = prev->active_mm;
2651         /*
2652          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2653          * combine the page table reload and the switch backend into
2654          * one hypercall.
2655          */
2656         arch_start_context_switch(prev);
2657
2658         if (!mm) {
2659                 next->active_mm = oldmm;
2660                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2661                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2662         } else
2663                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2664
2665         if (!prev->mm) {
2666                 prev->active_mm = NULL;
2667                 rq->prev_mm = oldmm;
2668         }
2669         /*
2670          * Since the runqueue lock will be released by the next
2671          * task (which is an invalid locking op but in the case
2672          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2673          * do an early lockdep release here:
2674          */
2675         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2676         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2677
2678         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2679         switch_to(prev, next, prev);
2680         barrier();
2681
2682         return finish_task_switch(prev);
2683 }
2684
2685 /*
2686  * nr_running and nr_context_switches:
2687  *
2688  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2689  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2690  */
2691 unsigned long nr_running(void)
2692 {
2693         unsigned long i, sum = 0;
2694
2695         for_each_online_cpu(i)
2696                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2697
2698         return sum;
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Check if only the current task is running on the cpu.
2703  *
2704  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2705  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2706  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2707  *
2708  * - from a non-preemptable section (of course)
2709  *
2710  * - from a thread that is bound to a single CPU
2711  *
2712  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2713  */
2714 bool single_task_running(void)
2715 {
2716         return raw_rq()->nr_running == 1;
2717 }
2718 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2719
2720 unsigned long long nr_context_switches(void)
2721 {
2722         int i;
2723         unsigned long long sum = 0;
2724
2725         for_each_possible_cpu(i)
2726                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2727
2728         return sum;
2729 }
2730
2731 unsigned long nr_iowait(void)
2732 {
2733         unsigned long i, sum = 0;
2734
2735         for_each_possible_cpu(i)
2736                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2737
2738         return sum;
2739 }
2740
2741 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2742 {
2743         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2744         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2745 }
2746
2747 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2748 {
2749         struct rq *rq = this_rq();
2750         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2751         *load = rq->load.weight;
2752 }
2753
2754 #ifdef CONFIG_SMP
2755
2756 /*
2757  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2758  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2759  */
2760 void sched_exec(void)
2761 {
2762         struct task_struct *p = current;
2763         unsigned long flags;
2764         int dest_cpu;
2765
2766         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2767         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2768         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2769                 goto unlock;
2770
2771         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2772                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2773
2774                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2775                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2776                 return;
2777         }
2778 unlock:
2779         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2780 }
2781
2782 #endif
2783
2784 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2785 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2786
2787 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2788 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2789
2790 /*
2791  * Return accounted runtime for the task.
2792  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2793  * pending runtime that have not been accounted yet.
2794  */
2795 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2796 {
2797         unsigned long flags;
2798         struct rq *rq;
2799         u64 ns;
2800
2801 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2802         /*
2803          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2804          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2805          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2806          *
2807          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2808          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2809          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2810          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2811          * been accounted, so we're correct here as well.
2812          */
2813         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2814                 return p->se.sum_exec_runtime;
2815 #endif
2816
2817         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2818         /*
2819          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2820          * project cycles that may never be accounted to this
2821          * thread, breaking clock_gettime().
2822          */
2823         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2824                 update_rq_clock(rq);
2825                 p->sched_class->update_curr(rq);
2826         }
2827         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2828         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2829
2830         return ns;
2831 }
2832
2833 /*
2834  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2835  * We call it with interrupts disabled.
2836  */
2837 void scheduler_tick(void)
2838 {
2839         int cpu = smp_processor_id();
2840         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2841         struct task_struct *curr = rq->curr;
2842
2843         sched_clock_tick();
2844
2845         raw_spin_lock(&rq->lock);
2846         update_rq_clock(rq);
2847         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2848         update_cpu_load_active(rq);
2849         calc_global_load_tick(rq);
2850         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2851
2852         perf_event_task_tick();
2853
2854 #ifdef CONFIG_SMP
2855         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2856         trigger_load_balance(rq);
2857 #endif
2858         rq_last_tick_reset(rq);
2859 }
2860
2861 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2862 /**
2863  * scheduler_tick_max_deferment
2864  *
2865  * Keep at least one tick per second when a single
2866  * active task is running because the scheduler doesn't
2867  * yet completely support full dynticks environment.
2868  *
2869  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2870  * balancing, etc... continue to move forward, even
2871  * with a very low granularity.
2872  *
2873  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
2874  */
2875 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2876 {
2877         struct rq *rq = this_rq();
2878         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
2879
2880         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2881
2882         if (time_before_eq(next, now))
2883                 return 0;
2884
2885         return jiffies_to_nsecs(next - now);
2886 }
2887 #endif
2888
2889 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2890 {
2891         if (in_lock_functions(addr)) {
2892                 addr = CALLER_ADDR2;
2893                 if (in_lock_functions(addr))
2894                         addr = CALLER_ADDR3;
2895         }
2896         return addr;
2897 }
2898
2899 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2900                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2901
2902 void preempt_count_add(int val)
2903 {
2904 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2905         /*
2906          * Underflow?
2907          */
2908         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2909                 return;
2910 #endif
2911         __preempt_count_add(val);
2912 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2913         /*
2914          * Spinlock count overflowing soon?
2915          */
2916         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2917                                 PREEMPT_MASK - 10);
2918 #endif
2919         if (preempt_count() == val) {
2920                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
2921 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2922                 current->preempt_disable_ip = ip;
2923 #endif
2924                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
2925         }
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
2928 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
2929
2930 void preempt_count_sub(int val)
2931 {
2932 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2933         /*
2934          * Underflow?
2935          */
2936         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2937                 return;
2938         /*
2939          * Is the spinlock portion underflowing?
2940          */
2941         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2942                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2943                 return;
2944 #endif
2945
2946         if (preempt_count() == val)
2947                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2948         __preempt_count_sub(val);
2949 }
2950 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
2951 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
2952
2953 #endif
2954
2955 /*
2956  * Print scheduling while atomic bug:
2957  */
2958 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2959 {
2960         if (oops_in_progress)
2961                 return;
2962
2963         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2964                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2965
2966         debug_show_held_locks(prev);
2967         print_modules();
2968         if (irqs_disabled())
2969                 print_irqtrace_events(prev);
2970 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2971         if (in_atomic_preempt_off()) {
2972                 pr_err("Preemption disabled at:");
2973                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
2974                 pr_cont("\n");
2975         }
2976 #endif
2977         dump_stack();
2978         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2979 }
2980
2981 /*
2982  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2983  */
2984 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2985 {
2986 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
2987         BUG_ON(task_stack_end_corrupted(prev));
2988 #endif
2989
2990         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
2991                 __schedule_bug(prev);
2992                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
2993         }
2994         rcu_sleep_check();
2995
2996         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2997
2998         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2999 }
3000
3001 /*
3002  * Pick up the highest-prio task:
3003  */
3004 static inline struct task_struct *
3005 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3006 {
3007         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3008         struct task_struct *p;
3009
3010         /*
3011          * Optimization: we know that if all tasks are in
3012          * the fair class we can call that function directly:
3013          */
3014         if (likely(prev->sched_class == class &&
3015                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3016                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3017                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3018                         goto again;
3019
3020                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3021                 if (unlikely(!p))
3022                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3023
3024                 return p;
3025         }
3026
3027 again:
3028         for_each_class(class) {
3029                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
3030                 if (p) {
3031                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3032                                 goto again;
3033                         return p;
3034                 }
3035         }
3036
3037         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3038 }
3039
3040 /*
3041  * __schedule() is the main scheduler function.
3042  *
3043  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3044  *
3045  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3046  *
3047  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3048  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3049  *
3050  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3051  *      interrupt handler scheduler_tick().
3052  *
3053  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3054  *      task to the run-queue and that's it.
3055  *
3056  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3057  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3058  *      called on the nearest possible occasion:
3059  *
3060  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3061  *
3062  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3063  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3064  *           spin_unlock()!)
3065  *
3066  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3067  *           preemptible context
3068  *
3069  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3070  *         then at the next:
3071  *
3072  *          - cond_resched() call
3073  *          - explicit schedule() call
3074  *          - return from syscall or exception to user-space
3075  *          - return from interrupt-handler to user-space
3076  *
3077  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3078  */
3079 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3080 {
3081         struct task_struct *prev, *next;
3082         unsigned long *switch_count;
3083         struct rq *rq;
3084         int cpu;
3085
3086         cpu = smp_processor_id();
3087         rq = cpu_rq(cpu);
3088         rcu_note_context_switch();
3089         prev = rq->curr;
3090
3091         /*
3092          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3093          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3094          * inconsistent (higher) preempt count.
3095          *
3096          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3097          * about this.
3098          */
3099         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3100                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3101
3102         schedule_debug(prev);
3103
3104         if (sched_feat(HRTICK))
3105                 hrtick_clear(rq);
3106
3107         /*
3108          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3109          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3110          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3111          */
3112         smp_mb__before_spinlock();
3113         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3114         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3115
3116         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3117
3118         switch_count = &prev->nivcsw;
3119         if (!preempt && prev->state) {
3120                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3121                         prev->state = TASK_RUNNING;
3122                 } else {
3123                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3124                         prev->on_rq = 0;
3125
3126                         /*
3127                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3128                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3129                          * concurrency.
3130                          */
3131                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3132                                 struct task_struct *to_wakeup;
3133
3134                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3135                                 if (to_wakeup)
3136                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3137                         }
3138                 }
3139                 switch_count = &prev->nvcsw;
3140         }
3141
3142         if (task_on_rq_queued(prev))
3143                 update_rq_clock(rq);
3144
3145         next = pick_next_task(rq, prev);
3146         clear_tsk_need_resched(prev);
3147         clear_preempt_need_resched();
3148         rq->clock_skip_update = 0;
3149
3150         if (likely(prev != next)) {
3151                 rq->nr_switches++;
3152                 rq->curr = next;
3153                 ++*switch_count;
3154
3155                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3156                 rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3157                 cpu = cpu_of(rq);
3158         } else {
3159                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
3160                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3161         }
3162
3163         balance_callback(rq);
3164 }
3165
3166 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3167 {
3168         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3169                 return;
3170         /*
3171          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3172          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3173          */
3174         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3175                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3176 }
3177
3178 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3179 {
3180         struct task_struct *tsk = current;
3181
3182         sched_submit_work(tsk);
3183         do {
3184                 preempt_disable();
3185                 __schedule(false);
3186                 sched_preempt_enable_no_resched();
3187         } while (need_resched());
3188 }
3189 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3190
3191 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3192 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3193 {
3194         /*
3195          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3196          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3197          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3198          * we find a better solution.
3199          *
3200          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3201          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3202          * too frequently to make sense yet.
3203          */
3204         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3205         schedule();
3206         exception_exit(prev_state);
3207 }
3208 #endif
3209
3210 /**
3211  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3212  *
3213  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3214  */
3215 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3216 {
3217         sched_preempt_enable_no_resched();
3218         schedule();
3219         preempt_disable();
3220 }
3221
3222 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3223 {
3224         do {
3225                 preempt_disable_notrace();
3226                 __schedule(true);
3227                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3228
3229                 /*
3230                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3231                  * between schedule and now.
3232                  */
3233         } while (need_resched());
3234 }
3235
3236 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3237 /*
3238  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3239  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3240  * occur there and call schedule directly.
3241  */
3242 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3243 {
3244         /*
3245          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3246          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3247          */
3248         if (likely(!preemptible()))
3249                 return;
3250
3251         preempt_schedule_common();
3252 }
3253 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3254 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3255
3256 /**
3257  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3258  *
3259  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3260  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3261  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3262  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3263  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3264  * to be called when the system is still in usermode.
3265  *
3266  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3267  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3268  * calling the scheduler.
3269  */
3270 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3271 {
3272         enum ctx_state prev_ctx;
3273
3274         if (likely(!preemptible()))
3275                 return;
3276
3277         do {
3278                 preempt_disable_notrace();
3279                 /*
3280                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3281                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3282                  * an infinite recursion.
3283                  */
3284                 prev_ctx = exception_enter();
3285                 __schedule(true);
3286                 exception_exit(prev_ctx);
3287
3288                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3289         } while (need_resched());
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3292
3293 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3294
3295 /*
3296  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3297  * off of irq context.
3298  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3299  * protect us against recursive calling from irq.
3300  */
3301 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3302 {
3303         enum ctx_state prev_state;
3304
3305         /* Catch callers which need to be fixed */
3306         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3307
3308         prev_state = exception_enter();
3309
3310         do {
3311                 preempt_disable();
3312                 local_irq_enable();
3313                 __schedule(true);
3314                 local_irq_disable();
3315                 sched_preempt_enable_no_resched();
3316         } while (need_resched());
3317
3318         exception_exit(prev_state);
3319 }
3320
3321 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3322                           void *key)
3323 {
3324         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3325 }
3326 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3327
3328 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3329
3330 /*
3331  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3332  * @p: task
3333  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3334  *
3335  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3336  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3337  *
3338  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3339  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3340  */
3341 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3342 {
3343         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = ENQUEUE_RESTORE;
3344         struct rq *rq;
3345         const struct sched_class *prev_class;
3346
3347         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3348
3349         rq = __task_rq_lock(p);
3350
3351         /*
3352          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3353          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3354          *
3355          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3356          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3357          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3358          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3359          * with interrupts disabled and will complete the lock
3360          * protected section without being interrupted. So there is no
3361          * real need to boost.
3362          */
3363         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3364                 WARN_ON(p != rq->curr);
3365                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3366                 goto out_unlock;
3367         }
3368
3369         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3370         oldprio = p->prio;
3371         prev_class = p->sched_class;
3372         queued = task_on_rq_queued(p);
3373         running = task_current(rq, p);
3374         if (queued)
3375                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3376         if (running)
3377                 put_prev_task(rq, p);
3378
3379         /*
3380          * Boosting condition are:
3381          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3382          *      --> -dl task blocks on mutex A
3383          *
3384          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3385          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3386          *          running task
3387          */
3388         if (dl_prio(prio)) {
3389                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3390                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3391                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3392                         p->dl.dl_boosted = 1;
3393                         enqueue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3394                 } else
3395                         p->dl.dl_boosted = 0;
3396                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3397         } else if (rt_prio(prio)) {
3398                 if (dl_prio(oldprio))
3399                         p->dl.dl_boosted = 0;
3400                 if (oldprio < prio)
3401                         enqueue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3402                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3403         } else {
3404                 if (dl_prio(oldprio))
3405                         p->dl.dl_boosted = 0;
3406                 if (rt_prio(oldprio))
3407                         p->rt.timeout = 0;
3408                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3409         }
3410
3411         p->prio = prio;
3412
3413         if (running)
3414                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3415         if (queued)
3416                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3417
3418         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3419 out_unlock:
3420         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3421         __task_rq_unlock(rq);
3422
3423         balance_callback(rq);
3424         preempt_enable();
3425 }
3426 #endif
3427
3428 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3429 {
3430         int old_prio, delta, queued;
3431         unsigned long flags;
3432         struct rq *rq;
3433
3434         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3435                 return;
3436         /*
3437          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3438          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3439          */
3440         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3441         /*
3442          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3443          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3444          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3445          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3446          */
3447         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3448                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3449                 goto out_unlock;
3450         }
3451         queued = task_on_rq_queued(p);
3452         if (queued)
3453                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3454
3455         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3456         set_load_weight(p);
3457         old_prio = p->prio;
3458         p->prio = effective_prio(p);
3459         delta = p->prio - old_prio;
3460
3461         if (queued) {
3462                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3463                 /*
3464                  * If the task increased its priority or is running and
3465                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3466                  */
3467                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3468                         resched_curr(rq);
3469         }
3470 out_unlock:
3471         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3472 }
3473 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3474
3475 /*
3476  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3477  * @p: task
3478  * @nice: nice value
3479  */
3480 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3481 {
3482         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3483         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3484
3485         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3486                 capable(CAP_SYS_NICE));
3487 }
3488
3489 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3490
3491 /*
3492  * sys_nice - change the priority of the current process.
3493  * @increment: priority increment
3494  *
3495  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3496  * does similar things.
3497  */
3498 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3499 {
3500         long nice, retval;
3501
3502         /*
3503          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3504          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3505          * and we have a single winner.
3506          */
3507         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3508         nice = task_nice(current) + increment;
3509
3510         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3511         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3512                 return -EPERM;
3513
3514         retval = security_task_setnice(current, nice);
3515         if (retval)
3516                 return retval;
3517
3518         set_user_nice(current, nice);
3519         return 0;
3520 }
3521
3522 #endif
3523
3524 /**
3525  * task_prio - return the priority value of a given task.
3526  * @p: the task in question.
3527  *
3528  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3529  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3530  * around 0, value goes from -16 to +15.
3531  */
3532 int task_prio(const struct task_struct *p)
3533 {
3534         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3535 }
3536
3537 /**
3538  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3539  * @cpu: the processor in question.
3540  *
3541  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3542  */
3543 int idle_cpu(int cpu)
3544 {
3545         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3546
3547         if (rq->curr != rq->idle)
3548                 return 0;
3549
3550         if (rq->nr_running)
3551                 return 0;
3552
3553 #ifdef CONFIG_SMP
3554         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3555                 return 0;
3556 #endif
3557
3558         return 1;
3559 }
3560
3561 /**
3562  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3563  * @cpu: the processor in question.
3564  *
3565  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3566  */
3567 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3568 {
3569         return cpu_rq(cpu)->idle;
3570 }
3571
3572 /**
3573  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3574  * @pid: the pid in question.
3575  *
3576  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3577  */
3578 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3579 {
3580         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3581 }
3582
3583 /*
3584  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3585  * SCHED_DEADLINE task.
3586  *
3587  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3588  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3589  * for the first time with its new policy.
3590  */
3591 static void
3592 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3593 {
3594         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3595
3596         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3597         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3598         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3599         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3600         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3601
3602         /*
3603          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3604          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3605          *
3606          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3607          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3608          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3609          * amount.
3610          *
3611          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3612          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3613          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3614          * before the current scheduling deadline.
3615          *
3616          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3617          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3618          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3619          * consume more than promised.
3620          */
3621 }
3622
3623 /*
3624  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3625  * it calls know not to change it.
3626  */
3627 #define SETPARAM_POLICY -1
3628
3629 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3630                 const struct sched_attr *attr)
3631 {
3632         int policy = attr->sched_policy;
3633
3634         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3635                 policy = p->policy;
3636
3637         p->policy = policy;
3638
3639         if (dl_policy(policy))
3640                 __setparam_dl(p, attr);
3641         else if (fair_policy(policy))
3642                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3643
3644         /*
3645          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3646          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3647          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3648          */
3649         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3650         p->normal_prio = normal_prio(p);
3651         set_load_weight(p);
3652 }
3653
3654 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */