]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
247d0a0c319e19e83e618c9086a713ed9c150a66
[karo-tx-linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <uapi/linux/sched/types.h>
11 #include <linux/sched/loadavg.h>
12 #include <linux/sched/hotplug.h>
13 #include <linux/cpuset.h>
14 #include <linux/delayacct.h>
15 #include <linux/init_task.h>
16 #include <linux/context_tracking.h>
17 #include <linux/rcupdate_wait.h>
18
19 #include <linux/blkdev.h>
20 #include <linux/kprobes.h>
21 #include <linux/mmu_context.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/nmi.h>
24 #include <linux/prefetch.h>
25 #include <linux/profile.h>
26 #include <linux/security.h>
27 #include <linux/syscalls.h>
28
29 #include <asm/switch_to.h>
30 #include <asm/tlb.h>
31 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
32 #include <asm/paravirt.h>
33 #endif
34
35 #include "sched.h"
36 #include "../workqueue_internal.h"
37 #include "../smpboot.h"
38
39 #define CREATE_TRACE_POINTS
40 #include <trace/events/sched.h>
41
42 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
43
44 /*
45  * Debugging: various feature bits
46  */
47
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50
51 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
52 #include "features.h"
53         0;
54
55 #undef SCHED_FEAT
56
57 /*
58  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
59  * Limited because this is done with IRQs disabled.
60  */
61 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
62
63 /*
64  * period over which we average the RT time consumption, measured
65  * in ms.
66  *
67  * default: 1s
68  */
69 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
70
71 /*
72  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
73  * default: 1s
74  */
75 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
76
77 __read_mostly int scheduler_running;
78
79 /*
80  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
81  * default: 0.95s
82  */
83 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
84
85 /* CPUs with isolated domains */
86 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
87
88 /*
89  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
90  */
91 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
97
98         for (;;) {
99                 rq = task_rq(p);
100                 raw_spin_lock(&rq->lock);
101                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
102                         rq_pin_lock(rq, rf);
103                         return rq;
104                 }
105                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
106
107                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
108                         cpu_relax();
109         }
110 }
111
112 /*
113  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
114  */
115 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
116         __acquires(p->pi_lock)
117         __acquires(rq->lock)
118 {
119         struct rq *rq;
120
121         for (;;) {
122                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
123                 rq = task_rq(p);
124                 raw_spin_lock(&rq->lock);
125                 /*
126                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
127                  *
128                  *      ACQUIRE (rq->lock)
129                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
130                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
131                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
132                  *                                      [L] ->on_rq
133                  *      RELEASE (rq->lock)
134                  *
135                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
136                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
137                  *
138                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
139                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
140                  */
141                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
142                         rq_pin_lock(rq, rf);
143                         return rq;
144                 }
145                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
146                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
147
148                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
149                         cpu_relax();
150         }
151 }
152
153 /*
154  * RQ-clock updating methods:
155  */
156
157 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
158 {
159 /*
160  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
161  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
162  */
163 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
164         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
165 #endif
166 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
167         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
168
169         /*
170          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
171          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
172          * {soft,}irq region.
173          *
174          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
175          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
176          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
177          * monotonic.
178          *
179          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
180          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
181          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
182          * atomic ops.
183          */
184         if (irq_delta > delta)
185                 irq_delta = delta;
186
187         rq->prev_irq_time += irq_delta;
188         delta -= irq_delta;
189 #endif
190 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
191         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
192                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
193                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
194
195                 if (unlikely(steal > delta))
196                         steal = delta;
197
198                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
199                 delta -= steal;
200         }
201 #endif
202
203         rq->clock_task += delta;
204
205 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
206         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
207                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
208 #endif
209 }
210
211 void update_rq_clock(struct rq *rq)
212 {
213         s64 delta;
214
215         lockdep_assert_held(&rq->lock);
216
217         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
218                 return;
219
220 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
221         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
222                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
223         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
224 #endif
225
226         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
227         if (delta < 0)
228                 return;
229         rq->clock += delta;
230         update_rq_clock_task(rq, delta);
231 }
232
233
234 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
235 /*
236  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
237  */
238
239 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
240 {
241         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
242                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
243 }
244
245 /*
246  * High-resolution timer tick.
247  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
248  */
249 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
250 {
251         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
252         struct rq_flags rf;
253
254         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
255
256         rq_lock(rq, &rf);
257         update_rq_clock(rq);
258         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
259         rq_unlock(rq, &rf);
260
261         return HRTIMER_NORESTART;
262 }
263
264 #ifdef CONFIG_SMP
265
266 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
267 {
268         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
269
270         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
271 }
272
273 /*
274  * called from hardirq (IPI) context
275  */
276 static void __hrtick_start(void *arg)
277 {
278         struct rq *rq = arg;
279         struct rq_flags rf;
280
281         rq_lock(rq, &rf);
282         __hrtick_restart(rq);
283         rq->hrtick_csd_pending = 0;
284         rq_unlock(rq, &rf);
285 }
286
287 /*
288  * Called to set the hrtick timer state.
289  *
290  * called with rq->lock held and irqs disabled
291  */
292 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
293 {
294         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
295         ktime_t time;
296         s64 delta;
297
298         /*
299          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
300          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
301          */
302         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
303         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
304
305         hrtimer_set_expires(timer, time);
306
307         if (rq == this_rq()) {
308                 __hrtick_restart(rq);
309         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
310                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
311                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
312         }
313 }
314
315 #else
316 /*
317  * Called to set the hrtick timer state.
318  *
319  * called with rq->lock held and irqs disabled
320  */
321 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
322 {
323         /*
324          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
325          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
326          */
327         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
328         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
329                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
330 }
331 #endif /* CONFIG_SMP */
332
333 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
334 {
335 #ifdef CONFIG_SMP
336         rq->hrtick_csd_pending = 0;
337
338         rq->hrtick_csd.flags = 0;
339         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
340         rq->hrtick_csd.info = rq;
341 #endif
342
343         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
344         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
345 }
346 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
347 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
348 {
349 }
350
351 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
352 {
353 }
354 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
355
356 /*
357  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
358  */
359 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
360         ({                                                              \
361                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
362                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
363                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
364                                                                         \
365                 for (;;) {                                              \
366                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
367                         if (_old == _val)                               \
368                                 break;                                  \
369                         _val = _old;                                    \
370                 }                                                       \
371         _old;                                                           \
372 })
373
374 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
375 /*
376  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
377  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
378  * spurious IPIs.
379  */
380 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
381 {
382         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
383         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
384 }
385
386 /*
387  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
388  *
389  * If this returns true, then the idle task promises to call
390  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
391  */
392 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
393 {
394         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
395         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
396
397         for (;;) {
398                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
399                         return false;
400                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
401                         return true;
402                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
403                 if (old == val)
404                         break;
405                 val = old;
406         }
407         return true;
408 }
409
410 #else
411 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
412 {
413         set_tsk_need_resched(p);
414         return true;
415 }
416
417 #ifdef CONFIG_SMP
418 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
419 {
420         return false;
421 }
422 #endif
423 #endif
424
425 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
426 {
427         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
428
429         /*
430          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
431          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
432          * wakeup due to that.
433          *
434          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
435          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
436          */
437         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
438                 return;
439
440         get_task_struct(task);
441
442         /*
443          * The head is context local, there can be no concurrency.
444          */
445         *head->lastp = node;
446         head->lastp = &node->next;
447 }
448
449 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
450 {
451         struct wake_q_node *node = head->first;
452
453         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
454                 struct task_struct *task;
455
456                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
457                 BUG_ON(!task);
458                 /* Task can safely be re-inserted now: */
459                 node = node->next;
460                 task->wake_q.next = NULL;
461
462                 /*
463                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
464                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
465                  */
466                 wake_up_process(task);
467                 put_task_struct(task);
468         }
469 }
470
471 /*
472  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
473  *
474  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
475  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
476  * the target CPU.
477  */
478 void resched_curr(struct rq *rq)
479 {
480         struct task_struct *curr = rq->curr;
481         int cpu;
482
483         lockdep_assert_held(&rq->lock);
484
485         if (test_tsk_need_resched(curr))
486                 return;
487
488         cpu = cpu_of(rq);
489
490         if (cpu == smp_processor_id()) {
491                 set_tsk_need_resched(curr);
492                 set_preempt_need_resched();
493                 return;
494         }
495
496         if (set_nr_and_not_polling(curr))
497                 smp_send_reschedule(cpu);
498         else
499                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
500 }
501
502 void resched_cpu(int cpu)
503 {
504         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
505         unsigned long flags;
506
507         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
508                 return;
509         resched_curr(rq);
510         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
515 /*
516  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
517  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
518  *
519  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
520  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
521  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
522  */
523 int get_nohz_timer_target(void)
524 {
525         int i, cpu = smp_processor_id();
526         struct sched_domain *sd;
527
528         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
529                 return cpu;
530
531         rcu_read_lock();
532         for_each_domain(cpu, sd) {
533                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
534                         if (cpu == i)
535                                 continue;
536
537                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
538                                 cpu = i;
539                                 goto unlock;
540                         }
541                 }
542         }
543
544         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
545                 cpu = housekeeping_any_cpu();
546 unlock:
547         rcu_read_unlock();
548         return cpu;
549 }
550
551 /*
552  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
553  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
554  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
555  * idle system the next event might even be infinite time into the
556  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
557  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
558  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
559  * wheel for the next timer event.
560  */
561 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
562 {
563         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
564
565         if (cpu == smp_processor_id())
566                 return;
567
568         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
569                 smp_send_reschedule(cpu);
570         else
571                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
572 }
573
574 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
575 {
576         /*
577          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
578          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
579          * If needed we can still optimize that later with an
580          * empty IRQ.
581          */
582         if (cpu_is_offline(cpu))
583                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
584         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
585                 if (cpu != smp_processor_id() ||
586                     tick_nohz_tick_stopped())
587                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
588                 return true;
589         }
590
591         return false;
592 }
593
594 /*
595  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
596  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
597  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
598  */
599 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
600 {
601         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
602                 wake_up_idle_cpu(cpu);
603 }
604
605 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
606 {
607         int cpu = smp_processor_id();
608
609         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
610                 return false;
611
612         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
613                 return true;
614
615         /*
616          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
617          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
618          */
619         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
620         return false;
621 }
622
623 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
624
625 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
626 {
627         return false;
628 }
629
630 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
631
632 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
633 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
634 {
635         int fifo_nr_running;
636
637         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
638         if (rq->dl.dl_nr_running)
639                 return false;
640
641         /*
642          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
643          * actual RR behaviour.
644          */
645         if (rq->rt.rr_nr_running) {
646                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
647                         return true;
648                 else
649                         return false;
650         }
651
652         /*
653          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
654          * forced preemption between FIFO tasks.
655          */
656         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
657         if (fifo_nr_running)
658                 return true;
659
660         /*
661          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
662          * if there's more than one we need the tick for involuntary
663          * preemption.
664          */
665         if (rq->nr_running > 1)
666                 return false;
667
668         return true;
669 }
670 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
671
672 void sched_avg_update(struct rq *rq)
673 {
674         s64 period = sched_avg_period();
675
676         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
677                 /*
678                  * Inline assembly required to prevent the compiler
679                  * optimising this loop into a divmod call.
680                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
681                  */
682                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
683                 rq->age_stamp += period;
684                 rq->rt_avg /= 2;
685         }
686 }
687
688 #endif /* CONFIG_SMP */
689
690 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
691                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
692 /*
693  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
694  * node and @up when leaving it for the final time.
695  *
696  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
697  */
698 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
699                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
700 {
701         struct task_group *parent, *child;
702         int ret;
703
704         parent = from;
705
706 down:
707         ret = (*down)(parent, data);
708         if (ret)
709                 goto out;
710         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
711                 parent = child;
712                 goto down;
713
714 up:
715                 continue;
716         }
717         ret = (*up)(parent, data);
718         if (ret || parent == from)
719                 goto out;
720
721         child = parent;
722         parent = parent->parent;
723         if (parent)
724                 goto up;
725 out:
726         return ret;
727 }
728
729 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
730 {
731         return 0;
732 }
733 #endif
734
735 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
736 {
737         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
738         struct load_weight *load = &p->se.load;
739
740         /*
741          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
742          */
743         if (idle_policy(p->policy)) {
744                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
745                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
746                 return;
747         }
748
749         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
750         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
751 }
752
753 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
754 {
755         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
756                 update_rq_clock(rq);
757
758         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
759                 sched_info_queued(rq, p);
760
761         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
762 }
763
764 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
765 {
766         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
767                 update_rq_clock(rq);
768
769         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
770                 sched_info_dequeued(rq, p);
771
772         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
773 }
774
775 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
776 {
777         if (task_contributes_to_load(p))
778                 rq->nr_uninterruptible--;
779
780         enqueue_task(rq, p, flags);
781 }
782
783 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
784 {
785         if (task_contributes_to_load(p))
786                 rq->nr_uninterruptible++;
787
788         dequeue_task(rq, p, flags);
789 }
790
791 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
792 {
793         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
794         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
795
796         if (stop) {
797                 /*
798                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
799                  * userspace knows about and won't get confused about.
800                  *
801                  * Also, it will make PI more or less work without too
802                  * much confusion -- but then, stop work should not
803                  * rely on PI working anyway.
804                  */
805                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
806
807                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
808         }
809
810         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
811
812         if (old_stop) {
813                 /*
814                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
815                  * it can die in pieces.
816                  */
817                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
818         }
819 }
820
821 /*
822  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
823  */
824 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
825 {
826         return p->static_prio;
827 }
828
829 /*
830  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
831  * without taking RT-inheritance into account. Might be
832  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
833  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
834  * estimator recalculates.
835  */
836 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
837 {
838         int prio;
839
840         if (task_has_dl_policy(p))
841                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
842         else if (task_has_rt_policy(p))
843                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
844         else
845                 prio = __normal_prio(p);
846         return prio;
847 }
848
849 /*
850  * Calculate the current priority, i.e. the priority
851  * taken into account by the scheduler. This value might
852  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
853  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
854  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
855  */
856 static int effective_prio(struct task_struct *p)
857 {
858         p->normal_prio = normal_prio(p);
859         /*
860          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
861          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
862          * to the normal priority:
863          */
864         if (!rt_prio(p->prio))
865                 return p->normal_prio;
866         return p->prio;
867 }
868
869 /**
870  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
871  * @p: the task in question.
872  *
873  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
874  */
875 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
876 {
877         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
878 }
879
880 /*
881  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
882  * use the balance_callback list if you want balancing.
883  *
884  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
885  * balance_callback().
886  */
887 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
888                                        const struct sched_class *prev_class,
889                                        int oldprio)
890 {
891         if (prev_class != p->sched_class) {
892                 if (prev_class->switched_from)
893                         prev_class->switched_from(rq, p);
894
895                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
896         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
897                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
898 }
899
900 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
901 {
902         const struct sched_class *class;
903
904         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
905                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
906         } else {
907                 for_each_class(class) {
908                         if (class == rq->curr->sched_class)
909                                 break;
910                         if (class == p->sched_class) {
911                                 resched_curr(rq);
912                                 break;
913                         }
914                 }
915         }
916
917         /*
918          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
919          * this case, we can save a useless back to back clock update.
920          */
921         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
922                 rq_clock_skip_update(rq, true);
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_SMP
926 /*
927  * This is how migration works:
928  *
929  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
930  *    stop_one_cpu().
931  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
932  *    off the CPU)
933  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
934  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
935  *    it and puts it into the right queue.
936  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
937  *    is done.
938  */
939
940 /*
941  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
942  *
943  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
944  */
945 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
946                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
947 {
948         lockdep_assert_held(&rq->lock);
949
950         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
951         dequeue_task(rq, p, 0);
952         set_task_cpu(p, new_cpu);
953         rq_unlock(rq, rf);
954
955         rq = cpu_rq(new_cpu);
956
957         rq_lock(rq, rf);
958         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
959         enqueue_task(rq, p, 0);
960         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
961         check_preempt_curr(rq, p, 0);
962
963         return rq;
964 }
965
966 struct migration_arg {
967         struct task_struct *task;
968         int dest_cpu;
969 };
970
971 /*
972  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
973  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
974  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
975  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
976  *
977  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
978  * as the task is no longer on this CPU.
979  */
980 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
981                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
982 {
983         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
984                 return rq;
985
986         /* Affinity changed (again). */
987         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
988                 return rq;
989
990         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
991
992         return rq;
993 }
994
995 /*
996  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
997  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
998  * 'pushing' onto another runqueue.
999  */
1000 static int migration_cpu_stop(void *data)
1001 {
1002         struct migration_arg *arg = data;
1003         struct task_struct *p = arg->task;
1004         struct rq *rq = this_rq();
1005         struct rq_flags rf;
1006
1007         /*
1008          * The original target CPU might have gone down and we might
1009          * be on another CPU but it doesn't matter.
1010          */
1011         local_irq_disable();
1012         /*
1013          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1014          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1015          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1016          */
1017         sched_ttwu_pending();
1018
1019         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1020         rq_lock(rq, &rf);
1021         /*
1022          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1023          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1024          * we're holding p->pi_lock.
1025          */
1026         if (task_rq(p) == rq) {
1027                 if (task_on_rq_queued(p))
1028                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1029                 else
1030                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1031         }
1032         rq_unlock(rq, &rf);
1033         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1034
1035         local_irq_enable();
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 /*
1040  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1041  * actually call this function.
1042  */
1043 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1044 {
1045         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1046         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1047 }
1048
1049 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1050 {
1051         struct rq *rq = task_rq(p);
1052         bool queued, running;
1053
1054         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1055
1056         queued = task_on_rq_queued(p);
1057         running = task_current(rq, p);
1058
1059         if (queued) {
1060                 /*
1061                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1062                  * holding rq->lock.
1063                  */
1064                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1065                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1066         }
1067         if (running)
1068                 put_prev_task(rq, p);
1069
1070         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1071
1072         if (queued)
1073                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1074         if (running)
1075                 set_curr_task(rq, p);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1080  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1081  * is removed from the allowed bitmask.
1082  *
1083  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1084  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1085  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1086  */
1087 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1088                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1089 {
1090         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1091         unsigned int dest_cpu;
1092         struct rq_flags rf;
1093         struct rq *rq;
1094         int ret = 0;
1095
1096         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1097         update_rq_clock(rq);
1098
1099         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1100                 /*
1101                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1102                  */
1103                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1104         }
1105
1106         /*
1107          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1108          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1109          */
1110         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1111                 ret = -EINVAL;
1112                 goto out;
1113         }
1114
1115         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1116                 goto out;
1117
1118         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1119                 ret = -EINVAL;
1120                 goto out;
1121         }
1122
1123         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1124
1125         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1126                 /*
1127                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1128                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1129                  */
1130                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1131                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1132                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1133         }
1134
1135         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1136         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1137                 goto out;
1138
1139         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1140         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1141                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1142                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1143                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1144                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1145                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1146                 return 0;
1147         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1148                 /*
1149                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1150                  * afterwards anyway.
1151                  */
1152                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1153         }
1154 out:
1155         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1156
1157         return ret;
1158 }
1159
1160 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1161 {
1162         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1165
1166 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1167 {
1168 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1169         /*
1170          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1171          * ttwu() will sort out the placement.
1172          */
1173         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1174                         !p->on_rq);
1175
1176         /*
1177          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1178          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1179          * time relying on p->on_rq.
1180          */
1181         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1182                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1183                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1184
1185 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1186         /*
1187          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1188          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1189          *
1190          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1191          * see task_group().
1192          *
1193          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1194          * task_rq_lock().
1195          */
1196         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1197                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1198 #endif
1199 #endif
1200
1201         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1202
1203         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1204                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1205                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1206                 p->se.nr_migrations++;
1207                 perf_event_task_migrate(p);
1208         }
1209
1210         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1211 }
1212
1213 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1214 {
1215         if (task_on_rq_queued(p)) {
1216                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1217                 struct rq_flags srf, drf;
1218
1219                 src_rq = task_rq(p);
1220                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1221
1222                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1223                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1224
1225                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1226                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1227                 set_task_cpu(p, cpu);
1228                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1229                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1230                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1231
1232                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1233                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1234
1235         } else {
1236                 /*
1237                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1238                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1239                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1240                  */
1241                 p->wake_cpu = cpu;
1242         }
1243 }
1244
1245 struct migration_swap_arg {
1246         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1247         int src_cpu, dst_cpu;
1248 };
1249
1250 static int migrate_swap_stop(void *data)
1251 {
1252         struct migration_swap_arg *arg = data;
1253         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1254         int ret = -EAGAIN;
1255
1256         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1257                 return -EAGAIN;
1258
1259         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1260         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1261
1262         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1263                         &arg->dst_task->pi_lock);
1264         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1265
1266         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1267                 goto unlock;
1268
1269         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1270                 goto unlock;
1271
1272         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1273                 goto unlock;
1274
1275         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1276                 goto unlock;
1277
1278         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1279         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1280
1281         ret = 0;
1282
1283 unlock:
1284         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1285         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1286         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1287
1288         return ret;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Cross migrate two tasks
1293  */
1294 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1295 {
1296         struct migration_swap_arg arg;
1297         int ret = -EINVAL;
1298
1299         arg = (struct migration_swap_arg){
1300                 .src_task = cur,
1301                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1302                 .dst_task = p,
1303                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1304         };
1305
1306         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1307                 goto out;
1308
1309         /*
1310          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1311          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1312          */
1313         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1314                 goto out;
1315
1316         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1317                 goto out;
1318
1319         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1320                 goto out;
1321
1322         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1323         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1324
1325 out:
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1331  *
1332  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1333  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1334  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1335  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1336  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1337  * @p has remained unscheduled the whole time.
1338  *
1339  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1340  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1341  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1342  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1343  * waiting to become inactive.
1344  */
1345 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1346 {
1347         int running, queued;
1348         struct rq_flags rf;
1349         unsigned long ncsw;
1350         struct rq *rq;
1351
1352         for (;;) {
1353                 /*
1354                  * We do the initial early heuristics without holding
1355                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1356                  * the runqueue lock when things look like they will
1357                  * work out!
1358                  */
1359                 rq = task_rq(p);
1360
1361                 /*
1362                  * If the task is actively running on another CPU
1363                  * still, just relax and busy-wait without holding
1364                  * any locks.
1365                  *
1366                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1367                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1368                  * But we don't care, since "task_running()" will
1369                  * return false if the runqueue has changed and p
1370                  * is actually now running somewhere else!
1371                  */
1372                 while (task_running(rq, p)) {
1373                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1374                                 return 0;
1375                         cpu_relax();
1376                 }
1377
1378                 /*
1379                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1380                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1381                  * just go back and repeat.
1382                  */
1383                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1384                 trace_sched_wait_task(p);
1385                 running = task_running(rq, p);
1386                 queued = task_on_rq_queued(p);
1387                 ncsw = 0;
1388                 if (!match_state || p->state == match_state)
1389                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1390                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1391
1392                 /*
1393                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1394                  */
1395                 if (unlikely(!ncsw))
1396                         break;
1397
1398                 /*
1399                  * Was it really running after all now that we
1400                  * checked with the proper locks actually held?
1401                  *
1402                  * Oops. Go back and try again..
1403                  */
1404                 if (unlikely(running)) {
1405                         cpu_relax();
1406                         continue;
1407                 }
1408
1409                 /*
1410                  * It's not enough that it's not actively running,
1411                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1412                  * preempted!
1413                  *
1414                  * So if it was still runnable (but just not actively
1415                  * running right now), it's preempted, and we should
1416                  * yield - it could be a while.
1417                  */
1418                 if (unlikely(queued)) {
1419                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1420
1421                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1422                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1423                         continue;
1424                 }
1425
1426                 /*
1427                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1428                  * runnable, which means that it will never become
1429                  * running in the future either. We're all done!
1430                  */
1431                 break;
1432         }
1433
1434         return ncsw;
1435 }
1436
1437 /***
1438  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1439  * @p: the to-be-kicked thread
1440  *
1441  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1442  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1443  *
1444  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1445  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1446  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1447  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1448  * achieved as well.
1449  */
1450 void kick_process(struct task_struct *p)
1451 {
1452         int cpu;
1453
1454         preempt_disable();
1455         cpu = task_cpu(p);
1456         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1457                 smp_send_reschedule(cpu);
1458         preempt_enable();
1459 }
1460 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1461
1462 /*
1463  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1464  *
1465  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1466  *
1467  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1468  *
1469  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1470  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1471  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1472  *    see it.
1473  *
1474  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1475  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1476  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1477  *    off.
1478  *
1479  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1480  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1481  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1482  * to satisfy the above rules.
1483  */
1484 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1485 {
1486         int nid = cpu_to_node(cpu);
1487         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1488         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1489         int dest_cpu;
1490
1491         /*
1492          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1493          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1494          * select the CPU on the other node.
1495          */
1496         if (nid != -1) {
1497                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1498
1499                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1500                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1501                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1502                                 continue;
1503                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1504                                 return dest_cpu;
1505                 }
1506         }
1507
1508         for (;;) {
1509                 /* Any allowed, online CPU? */
1510                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1511                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1512                                 continue;
1513                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1514                                 continue;
1515                         goto out;
1516                 }
1517
1518                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1519                 switch (state) {
1520                 case cpuset:
1521                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1522                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1523                                 state = possible;
1524                                 break;
1525                         }
1526                         /* Fall-through */
1527                 case possible:
1528                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1529                         state = fail;
1530                         break;
1531
1532                 case fail:
1533                         BUG();
1534                         break;
1535                 }
1536         }
1537
1538 out:
1539         if (state != cpuset) {
1540                 /*
1541                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1542                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1543                  * leave kernel.
1544                  */
1545                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1546                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1547                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1548                 }
1549         }
1550
1551         return dest_cpu;
1552 }
1553
1554 /*
1555  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1556  */
1557 static inline
1558 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1559 {
1560         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1561
1562         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1563                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1564         else
1565                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1566
1567         /*
1568          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1569          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1570          * CPU.
1571          *
1572          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1573          *
1574          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1575          *   not worry about this generic constraint ]
1576          */
1577         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1578                      !cpu_online(cpu)))
1579                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1580
1581         return cpu;
1582 }
1583
1584 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1585 {
1586         s64 diff = sample - *avg;
1587         *avg += diff >> 3;
1588 }
1589
1590 #else
1591
1592 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1593                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1594 {
1595         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1596 }
1597
1598 #endif /* CONFIG_SMP */
1599
1600 static void
1601 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1602 {
1603         struct rq *rq;
1604
1605         if (!schedstat_enabled())
1606                 return;
1607
1608         rq = this_rq();
1609
1610 #ifdef CONFIG_SMP
1611         if (cpu == rq->cpu) {
1612                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1613                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1614         } else {
1615                 struct sched_domain *sd;
1616
1617                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1618                 rcu_read_lock();
1619                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1620                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1621                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1622                                 break;
1623                         }
1624                 }
1625                 rcu_read_unlock();
1626         }
1627
1628         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1629                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1630 #endif /* CONFIG_SMP */
1631
1632         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1633         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1634
1635         if (wake_flags & WF_SYNC)
1636                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1637 }
1638
1639 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1640 {
1641         activate_task(rq, p, en_flags);
1642         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1643
1644         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1645         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1646                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1647 }
1648
1649 /*
1650  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1651  */
1652 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1653                            struct rq_flags *rf)
1654 {
1655         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1656         p->state = TASK_RUNNING;
1657         trace_sched_wakeup(p);
1658
1659 #ifdef CONFIG_SMP
1660         if (p->sched_class->task_woken) {
1661                 /*
1662                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1663                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1664                  */
1665                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1666                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1667                 rq_repin_lock(rq, rf);
1668         }
1669
1670         if (rq->idle_stamp) {
1671                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1672                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1673
1674                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1675
1676                 if (rq->avg_idle > max)
1677                         rq->avg_idle = max;
1678
1679                 rq->idle_stamp = 0;
1680         }
1681 #endif
1682 }
1683
1684 static void
1685 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1686                  struct rq_flags *rf)
1687 {
1688         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1689
1690         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1691
1692 #ifdef CONFIG_SMP
1693         if (p->sched_contributes_to_load)
1694                 rq->nr_uninterruptible--;
1695
1696         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1697                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1698 #endif
1699
1700         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1701         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1702 }
1703
1704 /*
1705  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1706  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1707  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1708  * the task is still ->on_rq.
1709  */
1710 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1711 {
1712         struct rq_flags rf;
1713         struct rq *rq;
1714         int ret = 0;
1715
1716         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1717         if (task_on_rq_queued(p)) {
1718                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1719                 update_rq_clock(rq);
1720                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1721                 ret = 1;
1722         }
1723         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1724
1725         return ret;
1726 }
1727
1728 #ifdef CONFIG_SMP
1729 void sched_ttwu_pending(void)
1730 {
1731         struct rq *rq = this_rq();
1732         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1733         struct task_struct *p;
1734         struct rq_flags rf;
1735
1736         if (!llist)
1737                 return;
1738
1739         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1740
1741         while (llist) {
1742                 int wake_flags = 0;
1743
1744                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1745                 llist = llist_next(llist);
1746
1747                 if (p->sched_remote_wakeup)
1748                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1749
1750                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1751         }
1752
1753         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1754 }
1755
1756 void scheduler_ipi(void)
1757 {
1758         /*
1759          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1760          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1761          * this IPI.
1762          */
1763         preempt_fold_need_resched();
1764
1765         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1766                 return;
1767
1768         /*
1769          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1770          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1771          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1772          * we do call them.
1773          *
1774          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1775          * properly.
1776          *
1777          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1778          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1779          * somewhat pessimize the simple resched case.
1780          */
1781         irq_enter();
1782         sched_ttwu_pending();
1783
1784         /*
1785          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1786          */
1787         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1788                 this_rq()->idle_balance = 1;
1789                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1790         }
1791         irq_exit();
1792 }
1793
1794 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1795 {
1796         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1797
1798         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1799
1800         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1801                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1802                         smp_send_reschedule(cpu);
1803                 else
1804                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1805         }
1806 }
1807
1808 void wake_up_if_idle(int cpu)
1809 {
1810         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1811         struct rq_flags rf;
1812
1813         rcu_read_lock();
1814
1815         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1816                 goto out;
1817
1818         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1819                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1820         } else {
1821                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1822                 if (is_idle_task(rq->curr))
1823                         smp_send_reschedule(cpu);
1824                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1825                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1826         }
1827
1828 out:
1829         rcu_read_unlock();
1830 }
1831
1832 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1833 {
1834         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1835 }
1836 #endif /* CONFIG_SMP */
1837
1838 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1839 {
1840         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1841         struct rq_flags rf;
1842
1843 #if defined(CONFIG_SMP)
1844         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1845                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1846                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1847                 return;
1848         }
1849 #endif
1850
1851         rq_lock(rq, &rf);
1852         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1853         rq_unlock(rq, &rf);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1858  *
1859  *  MIGRATION
1860  *
1861  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1862  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1863  * execution on its new CPU [c1].
1864  *
1865  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1866  *
1867  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1868  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1869  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1870  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1871  *
1872  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1873  * Note: we only require RCpc transitivity.
1874  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1875  *
1876  * Example:
1877  *
1878  *   CPU0            CPU1            CPU2
1879  *
1880  *   LOCK rq(0)->lock
1881  *   sched-out X
1882  *   sched-in Y
1883  *   UNLOCK rq(0)->lock
1884  *
1885  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1886  *                                   dequeue X
1887  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1888  *
1889  *                                   LOCK rq(1)->lock
1890  *                                   enqueue X
1891  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1892  *
1893  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1894  *                   sched-out Z
1895  *                   sched-in X
1896  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1897  *
1898  *
1899  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1900  *
1901  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1902  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1903  * chain to provide order. Instead we do:
1904  *
1905  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1906  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1907  *
1908  * Example:
1909  *
1910  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1911  *
1912  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1913  *   dequeue X
1914  *   sched-out X
1915  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1916  *
1917  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1918  *                    X->state = WAKING
1919  *                    set_task_cpu(X,2)
1920  *
1921  *                    LOCK rq(2)->lock
1922  *                    enqueue X
1923  *                    X->state = RUNNING
1924  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1925  *
1926  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1927  *                                          sched-out Z
1928  *                                          sched-in X
1929  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1930  *
1931  *                    UNLOCK X->pi_lock
1932  *   UNLOCK rq(0)->lock
1933  *
1934  *
1935  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1936  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1937  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1938  * its wakeup.
1939  *
1940  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1941  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1942  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1943  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1944  *
1945  */
1946
1947 /**
1948  * try_to_wake_up - wake up a thread
1949  * @p: the thread to be awakened
1950  * @state: the mask of task states that can be woken
1951  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1952  *
1953  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1954  *
1955  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1956  *
1957  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1958  * set_current_state().
1959  *
1960  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1961  *         %false otherwise.
1962  */
1963 static int
1964 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1965 {
1966         unsigned long flags;
1967         int cpu, success = 0;
1968
1969         /*
1970          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1971          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1972          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1973          * set_current_state() the waiting thread does.
1974          */
1975         smp_mb__before_spinlock();
1976         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1977         if (!(p->state & state))
1978                 goto out;
1979
1980         trace_sched_waking(p);
1981
1982         /* We're going to change ->state: */
1983         success = 1;
1984         cpu = task_cpu(p);
1985
1986         /*
1987          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1988          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1989          * in smp_cond_load_acquire() below.
1990          *
1991          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1992          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1993          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1994          *                              \
1995          *                               +---   RMB
1996          * schedule()                   /
1997          *       LOCK rq->lock    -----'
1998          *       UNLOCK rq->lock
1999          *
2000          * [task p]
2001          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2002          *
2003          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2004          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2005          * current.
2006          */
2007         smp_rmb();
2008         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2009                 goto stat;
2010
2011 #ifdef CONFIG_SMP
2012         /*
2013          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2014          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2015          *
2016          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2017          * from the runqueue.
2018          *
2019          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2020          *      UNLOCK rq->lock
2021          *                      RMB
2022          *      LOCK   rq->lock
2023          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2024          *
2025          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2026          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2027          * task, the second putting it to sleep.
2028          */
2029         smp_rmb();
2030
2031         /*
2032          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2033          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2034          *
2035          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2036          *
2037          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2038          * their previous state and preserve Program Order.
2039          */
2040         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2041
2042         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2043         p->state = TASK_WAKING;
2044
2045         if (p->in_iowait) {
2046                 delayacct_blkio_end();
2047                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2048         }
2049
2050         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2051         if (task_cpu(p) != cpu) {
2052                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2053                 set_task_cpu(p, cpu);
2054         }
2055
2056 #else /* CONFIG_SMP */
2057
2058         if (p->in_iowait) {
2059                 delayacct_blkio_end();
2060                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2061         }
2062
2063 #endif /* CONFIG_SMP */
2064
2065         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2066 stat:
2067         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2068 out:
2069         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2070
2071         return success;
2072 }
2073
2074 /**
2075  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2076  * @p: the thread to be awakened
2077  * @cookie: context's cookie for pinning
2078  *
2079  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2080  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2081  * the current task.
2082  */
2083 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2084 {
2085         struct rq *rq = task_rq(p);
2086
2087         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2088             WARN_ON_ONCE(p == current))
2089                 return;
2090
2091         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2092
2093         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2094                 /*
2095                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2096                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2097                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2098                  * not yet picked a replacement task.
2099                  */
2100                 rq_unlock(rq, rf);
2101                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2102                 rq_relock(rq, rf);
2103         }
2104
2105         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2106                 goto out;
2107
2108         trace_sched_waking(p);
2109
2110         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2111                 if (p->in_iowait) {
2112                         delayacct_blkio_end();
2113                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2114                 }
2115                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2116         }
2117
2118         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2119         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2120 out:
2121         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2122 }
2123
2124 /**
2125  * wake_up_process - Wake up a specific process
2126  * @p: The process to be woken up.
2127  *
2128  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2129  * processes.
2130  *
2131  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2132  *
2133  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2134  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2135  */
2136 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2137 {
2138         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2139 }
2140 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2141
2142 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2143 {
2144         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2149  */
2150 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2151 {
2152         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2153
2154         dl_se->dl_runtime = 0;
2155         dl_se->dl_deadline = 0;
2156         dl_se->dl_period = 0;
2157         dl_se->flags = 0;
2158         dl_se->dl_bw = 0;
2159
2160         dl_se->dl_throttled = 0;
2161         dl_se->dl_yielded = 0;
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2166  * p is forked by current.
2167  *
2168  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2169  */
2170 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2171 {
2172         p->on_rq                        = 0;
2173
2174         p->se.on_rq                     = 0;
2175         p->se.exec_start                = 0;
2176         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2177         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2178         p->se.nr_migrations             = 0;
2179         p->se.vruntime                  = 0;
2180         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2181
2182 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2183         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2184 #endif
2185
2186 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2187         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2188         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2189 #endif
2190
2191         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2192         init_dl_task_timer(&p->dl);
2193         __dl_clear_params(p);
2194
2195         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2196         p->rt.timeout           = 0;
2197         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2198         p->rt.on_rq             = 0;
2199         p->rt.on_list           = 0;
2200
2201 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2202         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2203 #endif
2204
2205 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2206         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2207                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2208                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2209         }
2210
2211         if (clone_flags & CLONE_VM)
2212                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2213         else
2214                 p->numa_preferred_nid = -1;
2215
2216         p->node_stamp = 0ULL;
2217         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2218         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2219         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2220         p->numa_faults = NULL;
2221         p->last_task_numa_placement = 0;
2222         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2223
2224         p->numa_group = NULL;
2225 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2226 }
2227
2228 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2229
2230 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2231
2232 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2233 {
2234         if (enabled)
2235                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2236         else
2237                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2238 }
2239
2240 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2241 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2242                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2243 {
2244         struct ctl_table t;
2245         int err;
2246         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2247
2248         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2249                 return -EPERM;
2250
2251         t = *table;
2252         t.data = &state;
2253         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2254         if (err < 0)
2255                 return err;
2256         if (write)
2257                 set_numabalancing_state(state);
2258         return err;
2259 }
2260 #endif
2261 #endif
2262
2263 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2264
2265 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2266 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2267
2268 static void set_schedstats(bool enabled)
2269 {
2270         if (enabled)
2271                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2272         else
2273                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2274 }
2275
2276 void force_schedstat_enabled(void)
2277 {
2278         if (!schedstat_enabled()) {
2279                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2280                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2281         }
2282 }
2283
2284 static int __init setup_schedstats(char *str)
2285 {
2286         int ret = 0;
2287         if (!str)
2288                 goto out;
2289
2290         /*
2291          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2292          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2293          * variable so init_schedstats() can do it later.
2294          */
2295         if (!strcmp(str, "enable")) {
2296                 __sched_schedstats = true;
2297                 ret = 1;
2298         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2299                 __sched_schedstats = false;
2300                 ret = 1;
2301         }
2302 out:
2303         if (!ret)
2304                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2305
2306         return ret;
2307 }
2308 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2309
2310 static void __init init_schedstats(void)
2311 {
2312         set_schedstats(__sched_schedstats);
2313 }
2314
2315 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2316 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2317                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2318 {
2319         struct ctl_table t;
2320         int err;
2321         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2322
2323         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2324                 return -EPERM;
2325
2326         t = *table;
2327         t.data = &state;
2328         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2329         if (err < 0)
2330                 return err;
2331         if (write)
2332                 set_schedstats(state);
2333         return err;
2334 }
2335 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2336 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2337 static inline void init_schedstats(void) {}
2338 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2339
2340 /*
2341  * fork()/clone()-time setup:
2342  */
2343 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2344 {
2345         unsigned long flags;
2346         int cpu = get_cpu();
2347
2348         __sched_fork(clone_flags, p);
2349         /*
2350          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2351          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2352          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2353          */
2354         p->state = TASK_NEW;
2355
2356         /*
2357          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2358          */
2359         p->prio = current->normal_prio;
2360
2361         /*
2362          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2363          */
2364         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2365                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2366                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2367                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2368                         p->rt_priority = 0;
2369                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2370                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2371
2372                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2373                 set_load_weight(p);
2374
2375                 /*
2376                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2377                  * fulfilled its duty:
2378                  */
2379                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2380         }
2381
2382         if (dl_prio(p->prio)) {
2383                 put_cpu();
2384                 return -EAGAIN;
2385         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2386                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2387         } else {
2388                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2389         }
2390
2391         init_entity_runnable_average(&p->se);
2392
2393         /*
2394          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2395          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2396          * is ran before sched_fork().
2397          *
2398          * Silence PROVE_RCU.
2399          */
2400         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2401         /*
2402          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2403          * so use __set_task_cpu().
2404          */
2405         __set_task_cpu(p, cpu);
2406         if (p->sched_class->task_fork)
2407                 p->sched_class->task_fork(p);
2408         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2409
2410 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2411         if (likely(sched_info_on()))
2412                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2413 #endif
2414 #if defined(CONFIG_SMP)
2415         p->on_cpu = 0;
2416 #endif
2417         init_task_preempt_count(p);
2418 #ifdef CONFIG_SMP
2419         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2420         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2421 #endif
2422
2423         put_cpu();
2424         return 0;
2425 }
2426
2427 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2428 {
2429         if (runtime == RUNTIME_INF)
2430                 return 1ULL << 20;
2431
2432         /*
2433          * Doing this here saves a lot of checks in all
2434          * the calling paths, and returning zero seems
2435          * safe for them anyway.
2436          */
2437         if (period == 0)
2438                 return 0;
2439
2440         return div64_u64(runtime << 20, period);
2441 }
2442
2443 #ifdef CONFIG_SMP
2444 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2445 {
2446         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2447                          "sched RCU must be held");
2448         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2449 }
2450
2451 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2452 {
2453         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2454         int cpus = 0;
2455
2456         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2457                          "sched RCU must be held");
2458         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2459                 cpus++;
2460
2461         return cpus;
2462 }
2463 #else
2464 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2465 {
2466         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2467 }
2468
2469 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2470 {
2471         return 1;
2472 }
2473 #endif
2474
2475 /*
2476  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2477  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2478  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2479  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2480  *
2481  * This function is called while holding p's rq->lock.
2482  *
2483  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2484  * __setparam_dl().
2485  */
2486 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2487                        const struct sched_attr *attr)
2488 {
2489
2490         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2491         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2492         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2493         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2494         int cpus, err = -1;
2495
2496         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2497         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2498                 return 0;
2499
2500         /*
2501          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2502          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2503          * allocated bandwidth of the container.
2504          */
2505         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2506         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2507         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2508             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2509                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2510                 err = 0;
2511         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2512                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2513                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2514                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2515                 err = 0;
2516         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2517                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2518                 err = 0;
2519         }
2520         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2521
2522         return err;
2523 }
2524
2525 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2526
2527 /*
2528  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2529  *
2530  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2531  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2532  * on the runqueue and wakes it.
2533  */
2534 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2535 {
2536         struct rq_flags rf;
2537         struct rq *rq;
2538
2539         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2540         p->state = TASK_RUNNING;
2541 #ifdef CONFIG_SMP
2542         /*
2543          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2544          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2545          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2546          *
2547          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2548          * as we're not fully set-up yet.
2549          */
2550         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2551 #endif
2552         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2553         update_rq_clock(rq);
2554         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2555
2556         activate_task(rq, p, 0);
2557         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2558         trace_sched_wakeup_new(p);
2559         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2560 #ifdef CONFIG_SMP
2561         if (p->sched_class->task_woken) {
2562                 /*
2563                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2564                  * drop it.
2565                  */
2566                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2567                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2568                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2569         }
2570 #endif
2571         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2572 }
2573
2574 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2575
2576 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2577
2578 void preempt_notifier_inc(void)
2579 {
2580         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2581 }
2582 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2583
2584 void preempt_notifier_dec(void)
2585 {
2586         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2587 }
2588 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2589
2590 /**
2591  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2592  * @notifier: notifier struct to register
2593  */
2594 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2595 {
2596         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2597                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2598
2599         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2602
2603 /**
2604  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2605  * @notifier: notifier struct to unregister
2606  *
2607  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2608  */
2609 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         hlist_del(&notifier->link);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2614
2615 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2616 {
2617         struct preempt_notifier *notifier;
2618
2619         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2620                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2621 }
2622
2623 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2624 {
2625         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2626                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2627 }
2628
2629 static void
2630 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2631                                    struct task_struct *next)
2632 {
2633         struct preempt_notifier *notifier;
2634
2635         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2636                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2637 }
2638
2639 static __always_inline void
2640 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2641                                  struct task_struct *next)
2642 {
2643         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2644                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2645 }
2646
2647 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2648
2649 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2650 {
2651 }
2652
2653 static inline void
2654 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2655                                  struct task_struct *next)
2656 {
2657 }
2658
2659 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2660
2661 /**
2662  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2663  * @rq: the runqueue preparing to switch
2664  * @prev: the current task that is being switched out
2665  * @next: the task we are going to switch to.
2666  *
2667  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2668  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2669  * switch.
2670  *
2671  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2672  * hooks.
2673  */
2674 static inline void
2675 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2676                     struct task_struct *next)
2677 {
2678         sched_info_switch(rq, prev, next);
2679         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2680         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2681         prepare_lock_switch(rq, next);
2682         prepare_arch_switch(next);
2683 }
2684
2685 /**
2686  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2687  * @prev: the thread we just switched away from.
2688  *
2689  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2690  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2691  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2692  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2693  *
2694  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2695  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2696  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2697  * details.)
2698  *
2699  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2700  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2701  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2702  * because prev may have moved to another CPU.
2703  */
2704 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2705         __releases(rq->lock)
2706 {
2707         struct rq *rq = this_rq();
2708         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2709         long prev_state;
2710
2711         /*
2712          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2713          * because it left us after:
2714          *
2715          *      schedule()
2716          *        preempt_disable();                    // 1
2717          *        __schedule()
2718          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2719          *
2720          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2721          */
2722         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2723                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2724                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2725                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2726
2727         rq->prev_mm = NULL;
2728
2729         /*
2730          * A task struct has one reference for the use as "current".
2731          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2732          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2733          * the scheduled task must drop that reference.
2734          *
2735          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2736          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2737          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2738          * transition, resulting in a double drop.
2739          */
2740         prev_state = prev->state;
2741         vtime_task_switch(prev);
2742         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2743         finish_lock_switch(rq, prev);
2744         finish_arch_post_lock_switch();
2745
2746         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2747         if (mm)
2748                 mmdrop(mm);
2749         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2750                 if (prev->sched_class->task_dead)
2751                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2752
2753                 /*
2754                  * Remove function-return probe instances associated with this
2755                  * task and put them back on the free list.
2756                  */
2757                 kprobe_flush_task(prev);
2758
2759                 /* Task is done with its stack. */
2760                 put_task_stack(prev);
2761
2762                 put_task_struct(prev);
2763         }
2764
2765         tick_nohz_task_switch();
2766         return rq;
2767 }
2768
2769 #ifdef CONFIG_SMP
2770
2771 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2772 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2773 {
2774         struct callback_head *head, *next;
2775         void (*func)(struct rq *rq);
2776         struct rq_flags rf;
2777
2778         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2779         head = rq->balance_callback;
2780         rq->balance_callback = NULL;
2781         while (head) {
2782                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2783                 next = head->next;
2784                 head->next = NULL;
2785                 head = next;
2786
2787                 func(rq);
2788         }
2789         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2790 }
2791
2792 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2793 {
2794         if (unlikely(rq->balance_callback))
2795                 __balance_callback(rq);
2796 }
2797
2798 #else
2799
2800 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2801 {
2802 }
2803
2804 #endif
2805
2806 /**
2807  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2808  * @prev: the thread we just switched away from.
2809  */
2810 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2811         __releases(rq->lock)
2812 {
2813         struct rq *rq;
2814
2815         /*
2816          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2817          * finish_task_switch() for details.
2818          *
2819          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2820          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2821          * PREEMPT_COUNT kernels).
2822          */
2823
2824         rq = finish_task_switch(prev);
2825         balance_callback(rq);
2826         preempt_enable();
2827
2828         if (current->set_child_tid)
2829                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2834  */
2835 static __always_inline struct rq *
2836 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2837                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2838 {
2839         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2840
2841         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2842
2843         mm = next->mm;
2844         oldmm = prev->active_mm;
2845         /*
2846          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2847          * combine the page table reload and the switch backend into
2848          * one hypercall.
2849          */
2850         arch_start_context_switch(prev);
2851
2852         if (!mm) {
2853                 next->active_mm = oldmm;
2854                 mmgrab(oldmm);
2855                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2856         } else
2857                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2858
2859         if (!prev->mm) {
2860                 prev->active_mm = NULL;
2861                 rq->prev_mm = oldmm;
2862         }
2863
2864         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2865
2866         /*
2867          * Since the runqueue lock will be released by the next
2868          * task (which is an invalid locking op but in the case
2869          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2870          * do an early lockdep release here:
2871          */
2872         rq_unpin_lock(rq, rf);
2873         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2874
2875         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2876         switch_to(prev, next, prev);
2877         barrier();
2878
2879         return finish_task_switch(prev);
2880 }
2881
2882 /*
2883  * nr_running and nr_context_switches:
2884  *
2885  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2886  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2887  */
2888 unsigned long nr_running(void)
2889 {
2890         unsigned long i, sum = 0;
2891
2892         for_each_online_cpu(i)
2893                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2894
2895         return sum;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Check if only the current task is running on the CPU.
2900  *
2901  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2902  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2903  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2904  *
2905  * - from a non-preemptable section (of course)
2906  *
2907  * - from a thread that is bound to a single CPU
2908  *
2909  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2910  */
2911 bool single_task_running(void)
2912 {
2913         return raw_rq()->nr_running == 1;
2914 }
2915 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2916
2917 unsigned long long nr_context_switches(void)
2918 {
2919         int i;
2920         unsigned long long sum = 0;
2921
2922         for_each_possible_cpu(i)
2923                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2924
2925         return sum;
2926 }
2927
2928 /*
2929  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2930  *
2931  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2932  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2933  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2934  *
2935  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2936  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2937  * running and we'd not be idle.
2938  *
2939  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2940  * is broken.
2941  *
2942  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2943  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2944  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2945  * utilising both CPUs.
2946  *
2947  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2948  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2949  *
2950  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2951  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2952  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2953  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2954  *
2955  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2956  */
2957
2958 unsigned long nr_iowait(void)
2959 {
2960         unsigned long i, sum = 0;
2961
2962         for_each_possible_cpu(i)
2963                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2964
2965         return sum;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2970  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2971  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2972  * runnable.
2973  */
2974
2975 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2976 {
2977         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2978         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2979 }
2980
2981 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2982 {
2983         struct rq *rq = this_rq();
2984         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2985         *load = rq->load.weight;
2986 }
2987
2988 #ifdef CONFIG_SMP
2989
2990 /*
2991  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2992  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2993  */
2994 void sched_exec(void)
2995 {
2996         struct task_struct *p = current;
2997         unsigned long flags;
2998         int dest_cpu;
2999
3000         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3001         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3002         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3003                 goto unlock;
3004
3005         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3006                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3007
3008                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3009                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3010                 return;
3011         }
3012 unlock:
3013         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3014 }
3015
3016 #endif
3017
3018 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3019 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3020
3021 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3022 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3023
3024 /*
3025  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3026  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3027  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3028  * Prefetching this data results in improved performance.
3029  */
3030 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3031 {
3032 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3033         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3034 #else
3035         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3036 #endif
3037         prefetch(curr);
3038         prefetch(&curr->exec_start);
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Return accounted runtime for the task.
3043  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3044  * pending runtime that have not been accounted yet.
3045  */
3046 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3047 {
3048         struct rq_flags rf;
3049         struct rq *rq;
3050         u64 ns;
3051
3052 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3053         /*
3054          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3055          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3056          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3057          *
3058          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3059          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3060          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3061          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3062          * been accounted, so we're correct here as well.
3063          */
3064         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3065                 return p->se.sum_exec_runtime;
3066 #endif
3067
3068         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3069         /*
3070          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3071          * project cycles that may never be accounted to this
3072          * thread, breaking clock_gettime().
3073          */
3074         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3075                 prefetch_curr_exec_start(p);
3076                 update_rq_clock(rq);
3077                 p->sched_class->update_curr(rq);
3078         }
3079         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3080         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3081
3082         return ns;
3083 }
3084
3085 /*
3086  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3087  * We call it with interrupts disabled.
3088  */
3089 void scheduler_tick(void)
3090 {
3091         int cpu = smp_processor_id();
3092         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3093         struct task_struct *curr = rq->curr;
3094         struct rq_flags rf;
3095
3096         sched_clock_tick();
3097
3098         rq_lock(rq, &rf);
3099
3100         update_rq_clock(rq);
3101         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3102         cpu_load_update_active(rq);
3103         calc_global_load_tick(rq);
3104
3105         rq_unlock(rq, &rf);
3106
3107         perf_event_task_tick();
3108
3109 #ifdef CONFIG_SMP
3110         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3111         trigger_load_balance(rq);
3112 #endif
3113         rq_last_tick_reset(rq);
3114 }
3115
3116 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3117 /**
3118  * scheduler_tick_max_deferment
3119  *
3120  * Keep at least one tick per second when a single
3121  * active task is running because the scheduler doesn't
3122  * yet completely support full dynticks environment.
3123  *
3124  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3125  * balancing, etc... continue to move forward, even
3126  * with a very low granularity.
3127  *
3128  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3129  */
3130 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3131 {
3132         struct rq *rq = this_rq();
3133         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3134
3135         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3136
3137         if (time_before_eq(next, now))
3138                 return 0;
3139
3140         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3141 }
3142 #endif
3143
3144 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3145                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3146 /*
3147  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3148  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3149  */
3150 static inline void preempt_latency_start(int val)
3151 {
3152         if (preempt_count() == val) {
3153                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3154 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3155                 current->preempt_disable_ip = ip;
3156 #endif
3157                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3158         }
3159 }
3160
3161 void preempt_count_add(int val)
3162 {
3163 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3164         /*
3165          * Underflow?
3166          */
3167         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3168                 return;
3169 #endif
3170         __preempt_count_add(val);
3171 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3172         /*
3173          * Spinlock count overflowing soon?
3174          */
3175         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3176                                 PREEMPT_MASK - 10);
3177 #endif
3178         preempt_latency_start(val);
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3181 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3182
3183 /*
3184  * If the value passed in equals to the current preempt count
3185  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3186  */
3187 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3188 {
3189         if (preempt_count() == val)
3190                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3191 }
3192
3193 void preempt_count_sub(int val)
3194 {
3195 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3196         /*
3197          * Underflow?
3198          */
3199         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3200                 return;
3201         /*
3202          * Is the spinlock portion underflowing?
3203          */
3204         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3205                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3206                 return;
3207 #endif
3208
3209         preempt_latency_stop(val);
3210         __preempt_count_sub(val);
3211 }
3212 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3213 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3214
3215 #else
3216 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3217 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3218 #endif
3219
3220 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3221 {
3222 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3223         return p->preempt_disable_ip;
3224 #else
3225         return 0;
3226 #endif
3227 }
3228
3229 /*
3230  * Print scheduling while atomic bug:
3231  */
3232 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3233 {
3234         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3235         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3236
3237         if (oops_in_progress)
3238                 return;
3239
3240         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3241                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3242
3243         debug_show_held_locks(prev);
3244         print_modules();
3245         if (irqs_disabled())
3246                 print_irqtrace_events(prev);
3247         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3248             && in_atomic_preempt_off()) {
3249                 pr_err("Preemption disabled at:");
3250                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3251                 pr_cont("\n");
3252         }
3253         if (panic_on_warn)
3254                 panic("scheduling while atomic\n");
3255
3256         dump_stack();
3257         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3258 }
3259
3260 /*
3261  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3262  */
3263 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3264 {
3265 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3266         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3267                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3268 #endif
3269
3270         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3271                 __schedule_bug(prev);
3272                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3273         }
3274         rcu_sleep_check();
3275
3276         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3277
3278         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3279 }
3280
3281 /*
3282  * Pick up the highest-prio task:
3283  */
3284 static inline struct task_struct *
3285 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3286 {
3287         const struct sched_class *class;
3288         struct task_struct *p;
3289
3290         /*
3291          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3292          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3293          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3294          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3295          */
3296         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3297                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3298                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3299
3300                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3301                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3302                         goto again;
3303
3304                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3305                 if (unlikely(!p))
3306                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3307
3308                 return p;
3309         }
3310
3311 again:
3312         for_each_class(class) {
3313                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3314                 if (p) {
3315                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3316                                 goto again;
3317                         return p;
3318                 }
3319         }
3320
3321         /* The idle class should always have a runnable task: */
3322         BUG();
3323 }
3324
3325 /*
3326  * __schedule() is the main scheduler function.
3327  *
3328  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3329  *
3330  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3331  *
3332  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3333  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3334  *
3335  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3336  *      interrupt handler scheduler_tick().
3337  *
3338  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3339  *      task to the run-queue and that's it.
3340  *
3341  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3342  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3343  *      called on the nearest possible occasion:
3344  *
3345  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3346  *
3347  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3348  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3349  *           spin_unlock()!)
3350  *
3351  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3352  *           preemptible context
3353  *
3354  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3355  *         then at the next:
3356  *
3357  *          - cond_resched() call
3358  *          - explicit schedule() call
3359  *          - return from syscall or exception to user-space
3360  *          - return from interrupt-handler to user-space
3361  *
3362  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3363  */
3364 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3365 {
3366         struct task_struct *prev, *next;
3367         unsigned long *switch_count;
3368         struct rq_flags rf;
3369         struct rq *rq;
3370         int cpu;
3371
3372         cpu = smp_processor_id();
3373         rq = cpu_rq(cpu);
3374         prev = rq->curr;
3375
3376         schedule_debug(prev);
3377
3378         if (sched_feat(HRTICK))
3379                 hrtick_clear(rq);
3380
3381         local_irq_disable();
3382         rcu_note_context_switch();
3383
3384         /*
3385          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3386          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3387          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3388          */
3389         smp_mb__before_spinlock();
3390         rq_lock(rq, &rf);
3391
3392         /* Promote REQ to ACT */
3393         rq->clock_update_flags <<= 1;
3394
3395         switch_count = &prev->nivcsw;
3396         if (!preempt && prev->state) {
3397                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3398                         prev->state = TASK_RUNNING;
3399                 } else {
3400                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3401                         prev->on_rq = 0;
3402
3403                         if (prev->in_iowait) {
3404                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3405                                 delayacct_blkio_start();
3406                         }
3407
3408                         /*
3409                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3410                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3411                          * concurrency.
3412                          */
3413                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3414                                 struct task_struct *to_wakeup;
3415
3416                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3417                                 if (to_wakeup)
3418                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3419                         }
3420                 }
3421                 switch_count = &prev->nvcsw;
3422         }
3423
3424         if (task_on_rq_queued(prev))
3425                 update_rq_clock(rq);
3426
3427         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3428         clear_tsk_need_resched(prev);
3429         clear_preempt_need_resched();
3430
3431         if (likely(prev != next)) {
3432                 rq->nr_switches++;
3433                 rq->curr = next;
3434                 ++*switch_count;
3435
3436                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3437
3438                 /* Also unlocks the rq: */
3439                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3440         } else {
3441                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3442                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3443         }
3444
3445         balance_callback(rq);
3446 }
3447
3448 void __noreturn do_task_dead(void)
3449 {
3450         /*
3451          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3452          * when the following two conditions become true.
3453          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3454          *     exit_mm()), and
3455          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3456          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3457          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3458          *
3459          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3460          * is held by try_to_wake_up()
3461          */
3462         smp_mb();
3463         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3464
3465         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3466         __set_current_state(TASK_DEAD);
3467
3468         /* Tell freezer to ignore us: */
3469         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3470
3471         __schedule(false);
3472         BUG();
3473
3474         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3475         for (;;)
3476                 cpu_relax();
3477 }
3478
3479 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3480 {
3481         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3482                 return;
3483         /*
3484          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3485          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3486          */
3487         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3488                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3489 }
3490
3491 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3492 {
3493         struct task_struct *tsk = current;
3494
3495         sched_submit_work(tsk);
3496         do {
3497                 preempt_disable();
3498                 __schedule(false);
3499                 sched_preempt_enable_no_resched();
3500         } while (need_resched());
3501 }
3502 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3503
3504 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3505 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3506 {
3507         /*
3508          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3509          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3510          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3511          * we find a better solution.
3512          *
3513          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3514          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3515          * too frequently to make sense yet.
3516          */
3517         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3518         schedule();
3519         exception_exit(prev_state);
3520 }
3521 #endif
3522
3523 /**
3524  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3525  *
3526  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3527  */
3528 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3529 {
3530         sched_preempt_enable_no_resched();
3531         schedule();
3532         preempt_disable();
3533 }
3534
3535 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3536 {
3537         do {
3538                 /*
3539                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3540                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3541                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3542                  * by the function tracer will call this function again and
3543                  * cause infinite recursion.
3544                  *
3545                  * Preemption must be disabled here before the function
3546                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3547                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3548                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3549                  * which can also be traced by the function tracer.
3550                  */
3551                 preempt_disable_notrace();
3552                 preempt_latency_start(1);
3553                 __schedule(true);
3554                 preempt_latency_stop(1);
3555                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3556
3557                 /*
3558                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3559                  * between schedule and now.
3560                  */
3561         } while (need_resched());
3562 }
3563
3564 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3565 /*
3566  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3567  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3568  * occur there and call schedule directly.
3569  */
3570 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3571 {
3572         /*
3573          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3574          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3575          */
3576         if (likely(!preemptible()))
3577                 return;
3578
3579         preempt_schedule_common();
3580 }
3581 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3582 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3583
3584 /**
3585  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3586  *
3587  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3588  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3589  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3590  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3591  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3592  * to be called when the system is still in usermode.
3593  *
3594  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3595  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3596  * calling the scheduler.
3597  */
3598 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3599 {
3600         enum ctx_state prev_ctx;
3601
3602         if (likely(!preemptible()))
3603                 return;
3604
3605         do {
3606                 /*
3607                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3608                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3609                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3610                  * by the function tracer will call this function again and
3611                  * cause infinite recursion.
3612                  *
3613                  * Preemption must be disabled here before the function
3614                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3615                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3616                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3617                  * which can also be traced by the function tracer.
3618                  */
3619                 preempt_disable_notrace();
3620                 preempt_latency_start(1);
3621                 /*
3622                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3623                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3624                  * an infinite recursion.
3625                  */
3626                 prev_ctx = exception_enter();
3627                 __schedule(true);
3628                 exception_exit(prev_ctx);
3629
3630                 preempt_latency_stop(1);
3631                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3632         } while (need_resched());
3633 }
3634 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3635
3636 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3637
3638 /*
3639  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3640  * off of irq context.
3641  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3642  * protect us against recursive calling from irq.
3643  */
3644 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3645 {
3646         enum ctx_state prev_state;
3647
3648         /* Catch callers which need to be fixed */
3649         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3650
3651         prev_state = exception_enter();
3652
3653         do {
3654                 preempt_disable();
3655                 local_irq_enable();
3656                 __schedule(true);
3657                 local_irq_disable();
3658                 sched_preempt_enable_no_resched();
3659         } while (need_resched());
3660
3661         exception_exit(prev_state);
3662 }
3663
3664 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3665                           void *key)
3666 {
3667         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3668 }
3669 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3670
3671 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3672
3673 /*
3674  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3675  * @p: task
3676  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3677  *
3678  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3679  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3680  *
3681  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3682  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3683  */
3684 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3685 {
3686         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3687         const struct sched_class *prev_class;
3688         struct rq_flags rf;
3689         struct rq *rq;
3690
3691         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3692
3693         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3694         update_rq_clock(rq);
3695
3696         /*
3697          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3698          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3699          *
3700          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3701          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3702          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3703          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3704          * with interrupts disabled and will complete the lock
3705          * protected section without being interrupted. So there is no
3706          * real need to boost.
3707          */
3708         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3709                 WARN_ON(p != rq->curr);
3710                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3711                 goto out_unlock;
3712         }
3713
3714         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3715         oldprio = p->prio;
3716
3717         if (oldprio == prio)
3718                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3719
3720         prev_class = p->sched_class;
3721         queued = task_on_rq_queued(p);
3722         running = task_current(rq, p);
3723         if (queued)
3724                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3725         if (running)
3726                 put_prev_task(rq, p);
3727
3728         /*
3729          * Boosting condition are:
3730          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3731          *      --> -dl task blocks on mutex A
3732          *
3733          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3734          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3735          *          running task
3736          */
3737         if (dl_prio(prio)) {
3738                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3739                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3740                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3741                         p->dl.dl_boosted = 1;
3742                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3743                 } else
3744                         p->dl.dl_boosted = 0;
3745                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3746         } else if (rt_prio(prio)) {
3747                 if (dl_prio(oldprio))
3748                         p->dl.dl_boosted = 0;
3749                 if (oldprio < prio)
3750                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3751                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3752         } else {
3753                 if (dl_prio(oldprio))
3754                         p->dl.dl_boosted = 0;
3755                 if (rt_prio(oldprio))
3756                         p->rt.timeout = 0;
3757                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3758         }
3759
3760         p->prio = prio;
3761
3762         if (queued)
3763                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3764         if (running)
3765                 set_curr_task(rq, p);
3766
3767         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3768 out_unlock:
3769         /* Avoid rq from going away on us: */
3770         preempt_disable();
3771         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3772
3773         balance_callback(rq);
3774         preempt_enable();
3775 }
3776 #endif
3777
3778 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3779 {
3780         bool queued, running;
3781         int old_prio, delta;
3782         struct rq_flags rf;
3783         struct rq *rq;
3784
3785         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3786                 return;
3787         /*
3788          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3789          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3790          */
3791         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3792         update_rq_clock(rq);
3793
3794         /*
3795          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3796          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3797          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3798          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3799          */
3800         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3801                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3802                 goto out_unlock;
3803         }
3804         queued = task_on_rq_queued(p);
3805         running = task_current(rq, p);
3806         if (queued)
3807                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3808         if (running)
3809                 put_prev_task(rq, p);
3810
3811         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3812         set_load_weight(p);
3813         old_prio = p->prio;
3814         p->prio = effective_prio(p);
3815         delta = p->prio - old_prio;
3816
3817         if (queued) {
3818                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3819                 /*
3820                  * If the task increased its priority or is running and
3821                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3822                  */
3823                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3824                         resched_curr(rq);
3825         }
3826         if (running)
3827                 set_curr_task(rq, p);
3828 out_unlock:
3829         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3830 }
3831 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3832
3833 /*
3834  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3835  * @p: task
3836  * @nice: nice value
3837  */
3838 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3839 {
3840         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3841         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3842
3843         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3844                 capable(CAP_SYS_NICE));
3845 }
3846
3847 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3848
3849 /*
3850  * sys_nice - change the priority of the current process.
3851  * @increment: priority increment
3852  *
3853  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3854  * does similar things.
3855  */
3856 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3857 {
3858         long nice, retval;
3859
3860         /*
3861          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3862          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3863          * and we have a single winner.
3864          */
3865         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3866         nice = task_nice(current) + increment;
3867
3868         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3869         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3870                 return -EPERM;
3871
3872         retval = security_task_setnice(current, nice);
3873         if (retval)
3874                 return retval;
3875
3876         set_user_nice(current, nice);
3877         return 0;
3878 }
3879
3880 #endif
3881
3882 /**
3883  * task_prio - return the priority value of a given task.
3884  * @p: the task in question.
3885  *
3886  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3887  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3888  * around 0, value goes from -16 to +15.
3889  */
3890 int task_prio(const struct task_struct *p)
3891 {
3892         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3893 }
3894
3895 /**
3896  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3897  * @cpu: the processor in question.
3898  *
3899  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3900  */
3901 int idle_cpu(int cpu)
3902 {
3903         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3904
3905         if (rq->curr != rq->idle)
3906                 return 0;
3907
3908         if (rq->nr_running)
3909                 return 0;
3910
3911 #ifdef CONFIG_SMP
3912         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3913                 return 0;
3914 #endif
3915
3916         return 1;
3917 }
3918
3919 /**
3920  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3921  * @cpu: the processor in question.
3922  *
3923  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3924  */
3925 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3926 {
3927         return cpu_rq(cpu)->idle;
3928 }
3929
3930 /**
3931  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3932  * @pid: the pid in question.
3933  *
3934  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3935  */
3936 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3937 {
3938         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3939 }
3940
3941 /*
3942  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3943  * SCHED_DEADLINE task.
3944  *
3945  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3946  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3947  * for the first time with its new policy.
3948  */
3949 static void
3950 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3951 {
3952         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3953
3954         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3955         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3956         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3957         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3958         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3959
3960         /*
3961          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3962          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3963          *
3964          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3965          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3966          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3967          * amount.
3968          *
3969          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3970          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3971          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3972          * before the current scheduling deadline.
3973          *
3974          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3975          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3976          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3977          * consume more than promised.
3978          */
3979 }
3980
3981 /*
3982  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3983  * it calls know not to change it.
3984  */
3985 #define SETPARAM_POLICY -1
3986
3987 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3988                 const struct sched_attr *attr)
3989 {
3990         int policy = attr->sched_policy;
3991
3992         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3993                 policy = p->policy;
3994
3995         p->policy = policy;
3996
3997         if (dl_policy(policy))
3998                 __setparam_dl(p, attr);
3999         else if (fair_policy(policy))
4000                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4001
4002         /*
4003          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4004          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4005          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4006          */
4007         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4008         p->normal_prio = normal_prio(p);
4009         set_load_weight(p);
4010 }
4011
4012 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4013 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4014                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4015 {
4016         __setscheduler_params(p, attr);
4017
4018         /*
4019          * Keep a potential priority boosting if called from
4020          * sched_setscheduler().
4021          */
4022         if (keep_boost)
4023                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
4024         else
4025                 p->prio = normal_prio(p);
4026
4027         if (dl_prio(p->prio))
4028                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4029         else if (rt_prio(p->prio))
4030                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4031         else
4032                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4033 }
4034
4035 static void
4036 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4037 {
4038         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4039
4040         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4041         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4042         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4043         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4044         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4045 }
4046
4047 /*
4048  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4049  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4050  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4051  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4052  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4053  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4054  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4055  * sched_period, as the latter can be zero).
4056  */
4057 static bool
4058 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4059 {
4060         /* deadline != 0 */
4061         if (attr->sched_deadline == 0)
4062                 return false;
4063
4064         /*
4065          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4066          * that big.
4067          */
4068         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4069                 return false;
4070
4071         /*
4072          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4073          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4074          */
4075         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4076             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4077                 return false;
4078
4079         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4080         if ((attr->sched_period != 0 &&
4081              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4082             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4083                 return false;
4084
4085         return true;
4086 }
4087
4088 /*
4089  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4090  */
4091 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4092 {
4093         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4094         bool match;
4095
4096         rcu_read_lock();
4097         pcred = __task_cred(p);
4098         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4099                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4100         rcu_read_unlock();
4101         return match;
4102 }
4103
4104 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4105 {
4106         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4107
4108         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4109                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4110                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4111                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4112                 return true;
4113
4114         return false;
4115 }
4116
4117 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4118                                 const struct sched_attr *attr,
4119                                 bool user, bool pi)
4120 {
4121         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4122                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4123         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4124         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4125         const struct sched_class *prev_class;
4126         struct rq_flags rf;
4127         int reset_on_fork;
4128         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4129         struct rq *rq;
4130
4131         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4132         BUG_ON(in_interrupt());
4133 recheck:
4134         /* Double check policy once rq lock held: */
4135         if (policy < 0) {
4136                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4137                 policy = oldpolicy = p->policy;
4138         } else {
4139                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4140
4141                 if (!valid_policy(policy))
4142                         return -EINVAL;
4143         }
4144
4145         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4146                 return -EINVAL;
4147
4148         /*
4149          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4150          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4151          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4152          */
4153         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4154             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4155                 return -EINVAL;
4156         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4157             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4158                 return -EINVAL;
4159
4160         /*
4161          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4162          */
4163         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4164                 if (fair_policy(policy)) {
4165                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4166                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4167                                 return -EPERM;
4168                 }
4169
4170                 if (rt_policy(policy)) {
4171                         unsigned long rlim_rtprio =
4172                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4173
4174                         /* Can't set/change the rt policy: */
4175                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4176                                 return -EPERM;
4177
4178                         /* Can't increase priority: */
4179                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4180                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4181                                 return -EPERM;
4182                 }
4183
4184                  /*
4185                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4186                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4187                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4188                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4189                   */
4190                 if (dl_policy(policy))
4191                         return -EPERM;
4192
4193                 /*
4194                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4195                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4196                  */
4197                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4198                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4199                                 return -EPERM;
4200                 }
4201
4202                 /* Can't change other user's priorities: */
4203                 if (!check_same_owner(p))
4204                         return -EPERM;
4205
4206                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4207                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4208                         return -EPERM;
4209         }
4210
4211         if (user) {
4212                 retval = security_task_setscheduler(p);
4213                 if (retval)
4214                         return retval;
4215         }
4216
4217         /*
4218          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4219          * changing the priority of the task:
4220          *
4221          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4222          * runqueue lock must be held.
4223          */
4224         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4225         update_rq_clock(rq);
4226
4227         /*
4228          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4229          */
4230         if (p == rq->stop) {
4231                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4232                 return -EINVAL;
4233         }
4234
4235         /*
4236          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4237          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4238          */
4239         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4240                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4241                         goto change;
4242                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4243                         goto change;
4244                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4245                         goto change;
4246
4247                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4248                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4249                 return 0;
4250         }
4251 change:
4252
4253         if (user) {
4254 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4255                 /*
4256                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4257                  * assigned.
4258                  */
4259                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4260                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4261                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4262                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4263                         return -EPERM;
4264                 }
4265 #endif
4266 #ifdef CONFIG_SMP
4267                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4268                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4269
4270                         /*
4271                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4272                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4273                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4274                          */
4275                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4276                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4277                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4278                                 return -EPERM;
4279                         }
4280                 }
4281 #endif
4282         }
4283
4284         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4285         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4286                 policy = oldpolicy = -1;
4287                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4288                 goto recheck;
4289         }
4290
4291         /*
4292          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4293          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4294          * is available.
4295          */
4296         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4297                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4298                 return -EBUSY;
4299         }
4300
4301         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4302         oldprio = p->prio;
4303
4304         if (pi) {
4305                 /*
4306                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4307                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4308                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4309                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4310                  * itself.
4311                  */
4312                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4313                 if (new_effective_prio == oldprio)
4314                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4315         }
4316
4317         queued = task_on_rq_queued(p);
4318         running = task_current(rq, p);
4319         if (queued)
4320                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4321         if (running)
4322                 put_prev_task(rq, p);
4323
4324         prev_class = p->sched_class;
4325         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4326
4327         if (queued) {
4328                 /*
4329                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4330                  * increased (user space view).
4331                  */
4332                 if (oldprio < p->prio)
4333                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4334
4335                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4336         }
4337         if (running)
4338                 set_curr_task(rq, p);
4339
4340         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4341
4342         /* Avoid rq from going away on us: */
4343         preempt_disable();
4344         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4345
4346         if (pi)
4347                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4348
4349         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4350         balance_callback(rq);
4351         preempt_enable();
4352
4353         return 0;
4354 }
4355
4356 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4357                                const struct sched_param *param, bool check)
4358 {
4359         struct sched_attr attr = {
4360                 .sched_policy   = policy,
4361                 .sched_priority = param->sched_priority,
4362                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4363         };
4364
4365         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4366         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4367                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4368                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4369                 attr.sched_policy = policy;
4370         }
4371
4372         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4373 }
4374 /**
4375  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4376  * @p: the task in question.
4377  * @policy: new policy.
4378  * @param: structure containing the new RT priority.
4379  *
4380  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4381  *
4382  * NOTE that the task may be already dead.
4383  */
4384 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4385                        const struct sched_param *param)
4386 {
4387         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4388 }
4389 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4390
4391 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4392 {
4393         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4394 }
4395 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4396
4397 /**
4398  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4399  * @p: the task in question.
4400  * @policy: new policy.
4401  * @param: structure containing the new RT priority.
4402  *
4403  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4404  * current context has permission.  For example, this is needed in
4405  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4406  * but our caller might not have that capability.
4407  *
4408  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4409  */
4410 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4411                                const struct sched_param *param)
4412 {
4413         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4414 }
4415 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4416
4417 static int
4418 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4419 {
4420         struct sched_param lparam;
4421         struct task_struct *p;
4422         int retval;
4423
4424         if (!param || pid < 0)
4425                 return -EINVAL;
4426         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4427                 return -EFAULT;
4428
4429         rcu_read_lock();
4430         retval = -ESRCH;
4431         p = find_process_by_pid(pid);
4432         if (p != NULL)
4433                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4434         rcu_read_unlock();
4435
4436         return retval;
4437 }
4438
4439 /*
4440  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4441  */
4442 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4443 {
4444         u32 size;
4445         int ret;
4446
4447         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4448                 return -EFAULT;
4449
4450         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4451         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4452
4453         ret = get_user(size, &uattr->size);
4454         if (ret)
4455                 return ret;
4456
4457         /* Bail out on silly large: */
4458         if (size > PAGE_SIZE)
4459                 goto err_size;
4460
4461         /* ABI compatibility quirk: */
4462         if (!size)
4463                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4464
4465         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4466                 goto err_size;
4467
4468         /*
4469          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4470          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4471          * user-space does not rely on any kernel feature
4472          * extensions we dont know about yet.
4473          */
4474         if (size > sizeof(*attr)) {
4475                 unsigned char __user *addr;
4476                 unsigned char __user *end;
4477                 unsigned char val;
4478
4479                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4480                 end  = (void __user *)uattr + size;
4481
4482                 for (; addr < end; addr++) {
4483                         ret = get_user(val, addr);
4484                         if (ret)
4485                                 return ret;
4486                         if (val)
4487                                 goto err_size;
4488                 }
4489                 size = sizeof(*attr);
4490         }
4491
4492         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4493         if (ret)
4494                 return -EFAULT;
4495
4496         /*
4497          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4498          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4499          */
4500         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4501
4502         return 0;
4503
4504 err_size:
4505         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4506         return -E2BIG;
4507 }
4508
4509 /**
4510  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4511  * @pid: the pid in question.
4512  * @policy: new policy.
4513  * @param: structure containing the new RT priority.
4514  *
4515  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4516  */
4517 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4518 {
4519         if (policy < 0)
4520                 return -EINVAL;
4521
4522         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4523 }
4524
4525 /**
4526  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4527  * @pid: the pid in question.
4528  * @param: structure containing the new RT priority.
4529  *
4530  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4531  */
4532 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4533 {
4534         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4535 }
4536
4537 /**
4538  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4539  * @pid: the pid in question.
4540  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4541  * @flags: for future extension.
4542  */
4543 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4544                                unsigned int, flags)
4545 {
4546         struct sched_attr attr;
4547         struct task_struct *p;
4548         int retval;
4549
4550         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4551                 return -EINVAL;
4552
4553         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4554         if (retval)
4555                 return retval;
4556
4557         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4558                 return -EINVAL;
4559
4560         rcu_read_lock();
4561         retval = -ESRCH;
4562         p = find_process_by_pid(pid);
4563         if (p != NULL)
4564                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4565         rcu_read_unlock();
4566
4567         return retval;
4568 }
4569
4570 /**
4571  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4572  * @pid: the pid in question.
4573  *
4574  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4575  * code.
4576  */
4577 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4578 {
4579         struct task_struct *p;
4580         int retval;
4581
4582         if (pid < 0)
4583                 return -EINVAL;
4584
4585         retval = -ESRCH;
4586         rcu_read_lock();
4587         p = find_process_by_pid(pid);
4588         if (p) {
4589                 retval = security_task_getscheduler(p);
4590                 if (!retval)
4591                         retval = p->policy
4592                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4593         }
4594         rcu_read_unlock();
4595         return retval;
4596 }
4597
4598 /**
4599  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4600  * @pid: the pid in question.
4601  * @param: structure containing the RT priority.
4602  *
4603  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4604  * code.
4605  */
4606 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4607 {
4608         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4609         struct task_struct *p;
4610         int retval;
4611
4612         if (!param || pid < 0)
4613                 return -EINVAL;
4614
4615         rcu_read_lock();
4616         p = find_process_by_pid(pid);
4617         retval = -ESRCH;
4618         if (!p)
4619                 goto out_unlock;
4620
4621         retval = security_task_getscheduler(p);
4622         if (retval)
4623                 goto out_unlock;
4624
4625         if (task_has_rt_policy(p))
4626                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4627         rcu_read_unlock();
4628
4629         /*
4630          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4631          */
4632         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4633
4634         return retval;
4635
4636 out_unlock:
4637         rcu_read_unlock();
4638         return retval;
4639 }
4640
4641 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4642                            struct sched_attr *attr,
4643                            unsigned int usize)
4644 {
4645         int ret;
4646
4647         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4648                 return -EFAULT;
4649
4650         /*
4651          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4652          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4653          * user-space does not get uncomplete information.
4654          */
4655         if (usize < sizeof(*attr)) {
4656                 unsigned char *addr;
4657                 unsigned char *end;
4658
4659                 addr = (void *)attr + usize;
4660                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4661
4662                 for (; addr < end; addr++) {
4663                         if (*addr)
4664                                 return -EFBIG;
4665                 }
4666
4667                 attr->size = usize;
4668         }
4669
4670         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4671         if (ret)
4672                 return -EFAULT;
4673
4674         return 0;
4675 }
4676
4677 /**
4678  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4679  * @pid: the pid in question.
4680  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4681  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4682  * @flags: for future extension.
4683  */
4684 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4685                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4686 {
4687         struct sched_attr attr = {
4688                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4689         };
4690         struct task_struct *p;
4691         int retval;
4692
4693         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4694             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4695                 return -EINVAL;
4696
4697         rcu_read_lock();
4698         p = find_process_by_pid(pid);
4699         retval = -ESRCH;
4700         if (!p)
4701                 goto out_unlock;
4702
4703         retval = security_task_getscheduler(p);
4704         if (retval)
4705                 goto out_unlock;
4706
4707         attr.sched_policy = p->policy;
4708         if (p->sched_reset_on_fork)
4709                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4710         if (task_has_dl_policy(p))
4711                 __getparam_dl(p, &attr);
4712         else if (task_has_rt_policy(p))
4713                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4714         else
4715                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4716
4717         rcu_read_unlock();
4718
4719         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4720         return retval;
4721
4722 out_unlock:
4723         rcu_read_unlock();
4724         return retval;
4725 }
4726
4727 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4728 {
4729         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4730         struct task_struct *p;
4731         int retval;
4732
4733         rcu_read_lock();
4734
4735         p = find_process_by_pid(pid);
4736         if (!p) {
4737                 rcu_read_unlock();
4738                 return -ESRCH;
4739         }
4740
4741         /* Prevent p going away */
4742         get_task_struct(p);
4743         rcu_read_unlock();
4744
4745         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4746                 retval = -EINVAL;
4747                 goto out_put_task;
4748         }
4749         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4750                 retval = -ENOMEM;
4751                 goto out_put_task;
4752         }
4753         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4754                 retval = -ENOMEM;
4755                 goto out_free_cpus_allowed;
4756         }
4757         retval = -EPERM;
4758         if (!check_same_owner(p)) {
4759                 rcu_read_lock();
4760                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4761                         rcu_read_unlock();
4762                         goto out_free_new_mask;
4763                 }
4764                 rcu_read_unlock();
4765         }
4766
4767         retval = security_task_setscheduler(p);
4768         if (retval)
4769                 goto out_free_new_mask;
4770
4771
4772         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4773         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4774
4775         /*
4776          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4777          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4778          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4779          * root_domain.
4780          */
4781 #ifdef CONFIG_SMP
4782         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4783                 rcu_read_lock();
4784                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4785                         retval = -EBUSY;
4786                         rcu_read_unlock();
4787                         goto out_free_new_mask;
4788                 }
4789                 rcu_read_unlock();
4790         }
4791 #endif
4792 again:
4793         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4794
4795         if (!retval) {
4796                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4797                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4798                         /*
4799                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4800                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4801                          * cpuset's cpus_allowed
4802                          */
4803                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4804                         goto again;
4805                 }
4806         }
4807 out_free_new_mask:
4808         free_cpumask_var(new_mask);
4809 out_free_cpus_allowed:
4810         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4811 out_put_task:
4812         put_task_struct(p);
4813         return retval;
4814 }
4815
4816 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4817                              struct cpumask *new_mask)
4818 {
4819         if (len < cpumask_size())
4820                 cpumask_clear(new_mask);
4821         else if (len > cpumask_size())
4822                 len = cpumask_size();
4823
4824         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4825 }
4826
4827 /**
4828  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4829  * @pid: pid of the process
4830  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4831  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4832  *
4833  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4834  */
4835 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4836                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4837 {
4838         cpumask_var_t new_mask;
4839         int retval;
4840
4841         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4842                 return -ENOMEM;
4843
4844         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4845         if (retval == 0)
4846                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4847         free_cpumask_var(new_mask);
4848         return retval;
4849 }
4850
4851 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4852 {
4853         struct task_struct *p;
4854         unsigned long flags;
4855         int retval;
4856
4857         rcu_read_lock();
4858
4859         retval = -ESRCH;
4860         p = find_process_by_pid(pid);
4861         if (!p)
4862                 goto out_unlock;
4863
4864         retval = security_task_getscheduler(p);
4865         if (retval)
4866                 goto out_unlock;
4867
4868         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4869         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4870         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4871
4872 out_unlock:
4873         rcu_read_unlock();
4874
4875         return retval;
4876 }
4877
4878 /**
4879  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4880  * @pid: pid of the process
4881  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4882  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4883  *
4884  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4885  * error code otherwise.
4886  */
4887 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4888                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4889 {
4890         int ret;
4891         cpumask_var_t mask;
4892
4893         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4894                 return -EINVAL;
4895         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4896                 return -EINVAL;
4897
4898         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4899                 return -ENOMEM;
4900
4901         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4902         if (ret == 0) {
4903                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4904
4905                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4906                         ret = -EFAULT;
4907                 else
4908                         ret = retlen;
4909         }
4910         free_cpumask_var(mask);
4911
4912         return ret;
4913 }
4914
4915 /**
4916  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4917  *
4918  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4919  * other threads running on this CPU then this function will return.
4920  *
4921  * Return: 0.
4922  */
4923 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4924 {
4925         struct rq_flags rf;
4926         struct rq *rq;
4927
4928         local_irq_disable();
4929         rq = this_rq();
4930         rq_lock(rq, &rf);
4931
4932         schedstat_inc(rq->yld_count);
4933         current->sched_class->yield_task(rq);
4934
4935         /*
4936          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4937          * no need to preempt or enable interrupts:
4938          */
4939         preempt_disable();
4940         rq_unlock(rq, &rf);
4941         sched_preempt_enable_no_resched();
4942
4943         schedule();
4944
4945         return 0;
4946 }
4947
4948 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4949 int __sched _cond_resched(void)
4950 {
4951         if (should_resched(0)) {
4952                 preempt_schedule_common();
4953                 return 1;
4954         }
4955         return 0;
4956 }
4957 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4958 #endif
4959
4960 /*
4961  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4962  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4963  *
4964  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4965  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4966  * spin_unlock(), once by hand).
4967  */
4968 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4969 {
4970         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4971         int ret = 0;
4972
4973         lockdep_assert_held(lock);
4974
4975         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4976                 spin_unlock(lock);
4977                 if (resched)
4978                         preempt_schedule_common();
4979                 else
4980                         cpu_relax();
4981                 ret = 1;
4982                 spin_lock(lock);
4983         }
4984         return ret;
4985 }
4986 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4987
4988 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4989 {
4990         BUG_ON(!in_softirq());
4991
4992         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4993                 local_bh_enable();
4994                 preempt_schedule_common();
4995                 local_bh_disable();
4996                 return 1;
4997         }
4998         return 0;
4999 }
5000 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5001
5002 /**
5003  * yield - yield the current processor to other threads.
5004  *
5005  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5006  *
5007  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5008  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5009  * it, its already broken.
5010  *
5011  * Typical broken usage is:
5012  *
5013  * while (!event)
5014  *      yield();
5015  *
5016  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5017  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5018  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5019  *
5020  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5021  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5022  * If you still want to use yield(), do not!
5023  */
5024 void __sched yield(void)
5025 {
5026         set_current_state(TASK_RUNNING);
5027         sys_sched_yield();
5028 }
5029 EXPORT_SYMBOL(yield);
5030
5031 /**
5032  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5033  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5034  * processor it's on.
5035  * @p: target task
5036  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5037  *
5038  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5039  * can't go away on us before we can do any checks.
5040  *
5041  * Return:
5042  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5043  *      false (0) if we failed to boost the target.
5044  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5045  */
5046 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5047 {
5048         struct task_struct *curr = current;
5049         struct rq *rq, *p_rq;
5050         unsigned long flags;
5051         int yielded = 0;
5052
5053         local_irq_save(flags);
5054         rq = this_rq();
5055
5056 again:
5057         p_rq = task_rq(p);
5058         /*
5059          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5060          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5061          */
5062         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5063                 yielded = -ESRCH;
5064                 goto out_irq;
5065         }
5066
5067         double_rq_lock(rq, p_rq);
5068         if (task_rq(p) != p_rq) {
5069                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5070                 goto again;
5071         }
5072
5073         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5074                 goto out_unlock;
5075
5076         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5077                 goto out_unlock;
5078
5079         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5080                 goto out_unlock;
5081
5082         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5083         if (yielded) {
5084                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5085                 /*
5086                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5087                  * fairness.
5088                  */
5089                 if (preempt && rq != p_rq)
5090                         resched_curr(p_rq);
5091         }
5092
5093 out_unlock:
5094         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5095 out_irq:
5096         local_irq_restore(flags);
5097
5098         if (yielded > 0)
5099                 schedule();
5100
5101         return yielded;
5102 }
5103 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5104
5105 int io_schedule_prepare(void)
5106 {
5107         int old_iowait = current->in_iowait;
5108
5109         current->in_iowait = 1;
5110         blk_schedule_flush_plug(current);
5111
5112         return old_iowait;
5113 }
5114
5115 void io_schedule_finish(int token)
5116 {
5117         current->in_iowait = token;
5118 }
5119
5120 /*
5121  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5122  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5123  */
5124 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5125 {
5126         int token;
5127         long ret;
5128
5129         token = io_schedule_prepare();
5130         ret = schedule_timeout(timeout);
5131         io_schedule_finish(token);
5132
5133         return ret;
5134 }
5135 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5136
5137 void io_schedule(void)
5138 {
5139         int token;
5140
5141         token = io_schedule_prepare();
5142         schedule();
5143         io_schedule_finish(token);
5144 }
5145 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5146
5147 /**
5148  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5149  * @policy: scheduling class.
5150  *
5151  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5152  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5153  * On failure, a negative error code is returned.
5154  */
5155 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5156 {
5157         int ret = -EINVAL;
5158
5159         switch (policy) {
5160         case SCHED_FIFO:
5161         case SCHED_RR:
5162                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5163                 break;
5164         case SCHED_DEADLINE:
5165         case SCHED_NORMAL:
5166         case SCHED_BATCH:
5167         case SCHED_IDLE:
5168                 ret = 0;
5169                 break;
5170         }
5171         return ret;
5172 }
5173
5174 /**
5175  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5176  * @policy: scheduling class.
5177  *
5178  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5179  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5180  * On failure, a negative error code is returned.
5181  */
5182 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5183 {
5184         int ret = -EINVAL;
5185
5186         switch (policy) {
5187         case SCHED_FIFO:
5188         case SCHED_RR:
5189                 ret = 1;
5190                 break;
5191         case SCHED_DEADLINE:
5192         case SCHED_NORMAL:
5193         case SCHED_BATCH:
5194         case SCHED_IDLE:
5195                 ret = 0;
5196         }
5197         return ret;
5198 }
5199
5200 /**
5201  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5202  * @pid: pid of the process.
5203  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5204  *
5205  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5206  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5207  *
5208  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5209  * an error code.
5210  */
5211 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5212                 struct timespec __user *, interval)
5213 {
5214         struct task_struct *p;
5215         unsigned int time_slice;
5216         struct rq_flags rf;
5217         struct timespec t;
5218         struct rq *rq;
5219         int retval;
5220
5221         if (pid < 0)
5222                 return -EINVAL;
5223
5224         retval = -ESRCH;
5225         rcu_read_lock();
5226         p = find_process_by_pid(pid);
5227         if (!p)
5228                 goto out_unlock;
5229
5230         retval = security_task_getscheduler(p);
5231         if (retval)
5232                 goto out_unlock;
5233
5234         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5235         time_slice = 0;
5236         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5237                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5238         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5239
5240         rcu_read_unlock();
5241         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5242         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5243         return retval;
5244
5245 out_unlock:
5246         rcu_read_unlock();
5247         return retval;
5248 }
5249
5250 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5251
5252 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5253 {
5254         unsigned long free = 0;
5255         int ppid;
5256         unsigned long state = p->state;
5257
5258         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5259         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5260
5261         if (!try_get_task_stack(p))
5262                 return;
5263         if (state)
5264                 state = __ffs(state) + 1;
5265         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5266                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5267         if (state == TASK_RUNNING)
5268                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5269 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5270         free = stack_not_used(p);
5271 #endif
5272         ppid = 0;
5273         rcu_read_lock();
5274         if (pid_alive(p))
5275                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5276         rcu_read_unlock();
5277         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5278                 task_pid_nr(p), ppid,
5279                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5280
5281         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5282         show_stack(p, NULL);
5283         put_task_stack(p);
5284 }
5285
5286 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5287 {
5288         struct task_struct *g, *p;
5289
5290 #if BITS_PER_LONG == 32
5291         printk(KERN_INFO
5292                 "  task                PC stack   pid father\n");
5293 #else
5294         printk(KERN_INFO
5295                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5296 #endif
5297         rcu_read_lock();
5298         for_each_process_thread(g, p) {
5299                 /*
5300                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5301                  * console might take a lot of time:
5302                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5303                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5304                  * an IPI.
5305                  */
5306                 touch_nmi_watchdog();
5307                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5308                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5309                         sched_show_task(p);
5310         }
5311
5312 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5313         if (!state_filter)
5314                 sysrq_sched_debug_show();
5315 #endif
5316         rcu_read_unlock();
5317         /*
5318          * Only show locks if all tasks are dumped:
5319          */
5320         if (!state_filter)
5321                 debug_show_all_locks();
5322 }
5323
5324 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5325 {
5326         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5327 }
5328
5329 /**
5330  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5331  * @idle: task in question
5332  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5333  *
5334  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5335  * flag, to make booting more robust.
5336  */
5337 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5338 {
5339         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5340         unsigned long flags;
5341
5342         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5343         raw_spin_lock(&rq->lock);
5344
5345         __sched_fork(0, idle);
5346         idle->state = TASK_RUNNING;
5347         idle->se.exec_start = sched_clock();
5348         idle->flags |= PF_IDLE;
5349
5350         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5351
5352 #ifdef CONFIG_SMP
5353         /*
5354          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5355          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5356          *
5357          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5358          */
5359         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5360 #endif
5361         /*
5362          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5363          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5364          * lockdep check in task_group() will fail.
5365          *
5366          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5367          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5368          *
5369          * Silence PROVE_RCU
5370          */
5371         rcu_read_lock();
5372         __set_task_cpu(idle, cpu);
5373         rcu_read_unlock();
5374
5375         rq->curr = rq->idle = idle;
5376         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5377 #ifdef CONFIG_SMP
5378         idle->on_cpu = 1;
5379 #endif
5380         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5381         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5382
5383         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5384         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5385
5386         /*
5387          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5388          */
5389         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5390         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5391         vtime_init_idle(idle, cpu);
5392 #ifdef CONFIG_SMP
5393         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5394 #endif
5395 }
5396
5397 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5398                               const struct cpumask *trial)
5399 {
5400         int ret = 1, trial_cpus;
5401         struct dl_bw *cur_dl_b;
5402         unsigned long flags;
5403
5404         if (!cpumask_weight(cur))
5405                 return ret;
5406
5407         rcu_read_lock_sched();
5408         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5409         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5410
5411         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5412         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5413             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5414                 ret = 0;
5415         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5416         rcu_read_unlock_sched();
5417
5418         return ret;
5419 }
5420
5421 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5422                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5423 {
5424         int ret = 0;
5425
5426         /*
5427          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5428          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5429          * affinity and isolating such threads by their set of
5430          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5431          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5432          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5433          * before cpus_allowed may be changed.
5434          */
5435         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5436                 ret = -EINVAL;
5437                 goto out;
5438         }
5439
5440 #ifdef CONFIG_SMP
5441         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5442                                               cs_cpus_allowed)) {
5443                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5444                                                         cs_cpus_allowed);
5445                 struct dl_bw *dl_b;
5446                 bool overflow;
5447                 int cpus;
5448                 unsigned long flags;
5449
5450                 rcu_read_lock_sched();
5451                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5452                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5453                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5454                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5455                 if (overflow)
5456                         ret = -EBUSY;
5457                 else {
5458                         /*
5459                          * We reserve space for this task in the destination
5460                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5461                          * We will free resources in the source root_domain
5462                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5463                          */
5464                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5465                 }
5466                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5467                 rcu_read_unlock_sched();
5468
5469         }
5470 #endif
5471 out:
5472         return ret;
5473 }
5474
5475 #ifdef CONFIG_SMP
5476
5477 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5478
5479 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5480 /* Migrate current task p to target_cpu */
5481 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5482 {
5483         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5484         int curr_cpu = task_cpu(p);
5485
5486         if (curr_cpu == target_cpu)
5487                 return 0;
5488
5489         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5490                 return -EINVAL;
5491
5492         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5493
5494         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5495         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5496 }
5497
5498 /*
5499  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5500  * tasks on the runqueues
5501  */
5502 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5503 {
5504         bool queued, running;
5505         struct rq_flags rf;
5506         struct rq *rq;
5507
5508         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5509         queued = task_on_rq_queued(p);
5510         running = task_current(rq, p);
5511
5512         if (queued)
5513                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5514         if (running)
5515                 put_prev_task(rq, p);
5516
5517         p->numa_preferred_nid = nid;
5518
5519         if (queued)
5520                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5521         if (running)
5522                 set_curr_task(rq, p);
5523         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5524 }
5525 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5526
5527 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5528 /*
5529  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5530  * offline.
5531  */
5532 void idle_task_exit(void)
5533 {
5534         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5535
5536         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5537
5538         if (mm != &init_mm) {
5539                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5540                 finish_arch_post_lock_switch();
5541         }
5542         mmdrop(mm);
5543 }
5544
5545 /*
5546  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5547  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5548  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5549  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5550  * calculation.
5551  *
5552  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5553  */
5554 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5555 {
5556         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5557         if (delta)
5558                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5559 }
5560
5561 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5562 {
5563 }
5564
5565 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5566         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5567 };
5568
5569 static struct task_struct fake_task = {
5570         /*
5571          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5572          */
5573         .prio = MAX_PRIO + 1,
5574         .sched_class = &fake_sched_class,
5575 };
5576
5577 /*
5578  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5579  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5580  *
5581  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5582  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5583  * because of lock validation efforts.
5584  */
5585 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5586 {
5587         struct rq *rq = dead_rq;
5588         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5589         struct rq_flags orf = *rf;
5590         int dest_cpu;
5591
5592         /*
5593          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5594          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5595          *
5596          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5597          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5598          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5599          * done here.
5600          */
5601         rq->stop = NULL;
5602
5603         /*
5604          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5605          * class method both need to have an up-to-date
5606          * value of rq->clock[_task]
5607          */
5608         update_rq_clock(rq);
5609
5610         for (;;) {
5611                 /*
5612                  * There's this thread running, bail when that's the only
5613                  * remaining thread:
5614                  */
5615                 if (rq->nr_running == 1)
5616                         break;
5617
5618                 /*
5619                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5620                  */
5621                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5622                 BUG_ON(!next);
5623                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5624
5625                 /*
5626                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5627                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5628                  * stabilizes the mask.
5629                  *
5630                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5631                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5632                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5633                  */
5634                 rq_unlock(rq, rf);
5635                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5636                 rq_relock(rq, rf);
5637
5638                 /*
5639                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5640                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5641                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5642                  */
5643                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5644                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5645                         continue;
5646                 }
5647
5648                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5649                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5650                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5651                 if (rq != dead_rq) {
5652                         rq_unlock(rq, rf);
5653                         rq = dead_rq;
5654                         *rf = orf;
5655                         rq_relock(rq, rf);
5656                 }
5657                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5658         }
5659
5660         rq->stop = stop;
5661 }
5662 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5663
5664 void set_rq_online(struct rq *rq)
5665 {
5666         if (!rq->online) {
5667                 const struct sched_class *class;
5668
5669                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5670                 rq->online = 1;
5671
5672                 for_each_class(class) {
5673                         if (class->rq_online)
5674                                 class->rq_online(rq);
5675                 }
5676         }
5677 }
5678
5679 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5680 {
5681         if (rq->online) {
5682                 const struct sched_class *class;
5683
5684                 for_each_class(class) {
5685                         if (class->rq_offline)
5686                                 class->rq_offline(rq);
5687                 }
5688
5689                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5690                 rq->online = 0;
5691         }
5692 }
5693
5694 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5695 {
5696         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5697
5698         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5699 }
5700
5701 /*
5702  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5703  */
5704 static int num_cpus_frozen;
5705
5706 /*
5707  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5708  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5709  * around partition_sched_domains().
5710  *
5711  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5712  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5713  */
5714 static void cpuset_cpu_active(void)
5715 {
5716         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5717                 /*
5718                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5719                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5720                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5721                  * domain, ignoring cpusets.
5722                  */
5723                 num_cpus_frozen--;
5724                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5725                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5726                         return;
5727                 }
5728                 /*
5729                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5730                  * restore the original sched domains by considering the
5731                  * cpuset configurations.
5732                  */
5733         }
5734         cpuset_update_active_cpus(true);
5735 }
5736
5737 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5738 {
5739         unsigned long flags;
5740         struct dl_bw *dl_b;
5741         bool overflow;
5742         int cpus;
5743
5744         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5745                 rcu_read_lock_sched();
5746                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5747
5748                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5749                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5750                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5751                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5752
5753                 rcu_read_unlock_sched();
5754
5755                 if (overflow)
5756                         return -EBUSY;
5757                 cpuset_update_active_cpus(false);
5758         } else {
5759                 num_cpus_frozen++;
5760                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5761         }
5762         return 0;
5763 }
5764
5765 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5766 {
5767         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5768         struct rq_flags rf;
5769
5770         set_cpu_active(cpu, true);
5771
5772         if (sched_smp_initialized) {
5773                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5774                 cpuset_cpu_active();
5775         }
5776
5777         /*
5778          * Put the rq online, if not already. This happens:
5779          *
5780          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5781          *    after all CPUs have been brought up.
5782          *
5783          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5784          *    domains.
5785          */
5786         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5787         if (rq->rd) {
5788                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5789                 set_rq_online(rq);
5790         }
5791         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5792
5793         update_max_interval();
5794
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5799 {
5800         int ret;
5801
5802         set_cpu_active(cpu, false);
5803         /*
5804          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5805          * users of this state to go away such that all new such users will
5806          * observe it.
5807          *
5808          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5809          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5810          *
5811          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5812          */
5813         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5814                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5815         else
5816                 synchronize_rcu();
5817
5818         if (!sched_smp_initialized)
5819                 return 0;
5820
5821         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5822         if (ret) {
5823                 set_cpu_active(cpu, true);
5824                 return ret;
5825         }
5826         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5827         return 0;
5828 }
5829
5830 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5831 {
5832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5833
5834         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5835         update_max_interval();
5836 }
5837
5838 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5839 {
5840         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5841         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5842         return 0;
5843 }
5844
5845 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5846 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5847 {
5848         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5849         struct rq_flags rf;
5850
5851         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5852         sched_ttwu_pending();
5853
5854         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5855         if (rq->rd) {
5856                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5857                 set_rq_offline(rq);
5858         }
5859         migrate_tasks(rq, &rf);
5860         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5861         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5862
5863         calc_load_migrate(rq);
5864         update_max_interval();
5865         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5866         hrtick_clear(rq);
5867         return 0;
5868 }
5869 #endif
5870
5871 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5872 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5873
5874 static void sched_init_smt(void)
5875 {
5876         /*
5877          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5878          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5879          */
5880         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5881                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5882 }
5883 #else
5884 static inline void sched_init_smt(void) { }
5885 #endif
5886
5887 void __init sched_init_smp(void)
5888 {
5889         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5890
5891         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5892         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5893
5894         sched_init_numa();
5895
5896         /*
5897          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5898          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5899          * happen.
5900          */
5901         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5902         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5903         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5904         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5905                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5906         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5907
5908         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5909         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5910                 BUG();
5911         sched_init_granularity();
5912         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5913
5914         init_sched_rt_class();
5915         init_sched_dl_class();
5916
5917         sched_init_smt();
5918         sched_clock_init_late();
5919
5920         sched_smp_initialized = true;
5921 }
5922
5923 static int __init migration_init(void)
5924 {
5925         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5926         return 0;
5927 }
5928 early_initcall(migration_init);
5929
5930 #else
5931 void __init sched_init_smp(void)
5932 {
5933         sched_init_granularity();
5934         sched_clock_init_late();
5935 }
5936 #endif /* CONFIG_SMP */
5937
5938 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5939 {
5940         return in_lock_functions(addr) ||
5941                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5942                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5943 }
5944
5945 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5946 /*
5947  * Default task group.
5948  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5949  */
5950 struct task_group root_task_group;
5951 LIST_HEAD(task_groups);
5952
5953 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5954 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5955 #endif
5956
5957 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5958 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5959
5960 #define WAIT_TABLE_BITS 8
5961 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
5962 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
5963
5964 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
5965 {
5966         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
5967         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
5968
5969         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
5970 }
5971 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
5972
5973 void __init sched_init(void)
5974 {
5975         int i, j;
5976         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5977
5978         sched_clock_init();
5979
5980         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
5981                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
5982
5983 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5984         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5985 #endif
5986 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5987         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5988 #endif
5989         if (alloc_size) {
5990                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5991
5992 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5993                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5994                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5995
5996                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5997                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5998
5999 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6000 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6001                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6002                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6003
6004                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6005                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6006
6007 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6008         }
6009 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6010         for_each_possible_cpu(i) {
6011                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6012                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6013                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6014                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6015         }
6016 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6017
6018         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6019         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6020
6021 #ifdef CONFIG_SMP
6022         init_defrootdomain();
6023 #endif
6024
6025 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6026         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6027                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6028 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6029
6030 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6031         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6032
6033         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6034         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6035         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6036         autogroup_init(&init_task);
6037 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6038
6039         for_each_possible_cpu(i) {
6040                 struct rq *rq;
6041
6042                 rq = cpu_rq(i);
6043                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6044                 rq->nr_running = 0;
6045                 rq->calc_load_active = 0;
6046                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6047                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6048                 init_rt_rq(&rq->rt);
6049                 init_dl_rq(&rq->dl);
6050 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6051                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6052                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6053                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6054                 /*
6055                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6056                  *
6057                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6058                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6059                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6060                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6061                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6062                  * (se->load.weight).
6063                  *
6064                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6065                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6066                  * then A0's share of the CPU resource is:
6067                  *
6068                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6069                  *
6070                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6071                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6072                  */
6073                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6074                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6075 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6076
6077                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6078 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6079                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6080 #endif
6081
6082                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6083                         rq->cpu_load[j] = 0;
6084
6085 #ifdef CONFIG_SMP
6086                 rq->sd = NULL;
6087                 rq->rd = NULL;
6088                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6089                 rq->balance_callback = NULL;
6090                 rq->active_balance = 0;
6091                 rq->next_balance = jiffies;
6092                 rq->push_cpu = 0;
6093                 rq->cpu = i;
6094                 rq->online = 0;
6095                 rq->idle_stamp = 0;
6096                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6097                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6098
6099                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6100
6101                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6102 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6103                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6104                 rq->nohz_flags = 0;
6105 #endif
6106 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6107                 rq->last_sched_tick = 0;
6108 #endif
6109 #endif /* CONFIG_SMP */
6110                 init_rq_hrtick(rq);
6111                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6112         }
6113
6114         set_load_weight(&init_task);
6115
6116         /*
6117          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6118          */
6119         mmgrab(&init_mm);
6120         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6121
6122         /*
6123          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6124          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6125          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6126          * when this runqueue becomes "idle".
6127          */
6128         init_idle(current, smp_processor_id());
6129
6130         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6131
6132 #ifdef CONFIG_SMP
6133         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6134         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6135         if (cpu_isolated_map == NULL)
6136                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6137         idle_thread_set_boot_cpu();
6138         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6139 #endif
6140         init_sched_fair_class();
6141
6142         init_schedstats();
6143
6144         scheduler_running = 1;
6145 }
6146
6147 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6148 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6149 {
6150         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6151
6152         return (nested == preempt_offset);
6153 }
6154
6155 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6156 {
6157         /*
6158          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6159          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6160          * otherwise we will destroy state.
6161          */
6162         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6163                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6164                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6165                         current->state,
6166                         (void *)current->task_state_change,
6167                         (void *)current->task_state_change);
6168
6169         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6170 }
6171 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6172
6173 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6174 {
6175         /* Ratelimiting timestamp: */
6176         static unsigned long prev_jiffy;
6177
6178         unsigned long preempt_disable_ip;
6179
6180         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6181         rcu_sleep_check();
6182
6183         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6184              !is_idle_task(current)) ||
6185             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6186                 return;
6187         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6188                 return;
6189         prev_jiffy = jiffies;
6190
6191         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6192         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6193
6194         printk(KERN_ERR
6195                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6196                         file, line);
6197         printk(KERN_ERR
6198                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6199                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6200                         current->pid, current->comm);
6201
6202         if (task_stack_end_corrupted(current))
6203                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6204
6205         debug_show_held_locks(current);
6206         if (irqs_disabled())
6207                 print_irqtrace_events(current);
6208         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6209             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6210                 pr_err("Preemption disabled at:");
6211                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6212                 pr_cont("\n");
6213         }
6214         dump_stack();
6215         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6216 }
6217 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6218 #endif
6219
6220 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6221 void normalize_rt_tasks(void)
6222 {
6223         struct task_struct *g, *p;
6224         struct sched_attr attr = {
6225                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6226         };
6227
6228         read_lock(&tasklist_lock);
6229         for_each_process_thread(g, p) {
6230                 /*
6231                  * Only normalize user tasks:
6232                  */
6233                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6234                         continue;
6235
6236                 p->se.exec_start = 0;
6237                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6238                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6239                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6240
6241                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6242                         /*
6243                          * Renice negative nice level userspace
6244                          * tasks back to 0:
6245                          */
6246                         if (task_nice(p) < 0)
6247                                 set_user_nice(p, 0);
6248                         continue;
6249                 }
6250
6251                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6252         }
6253         read_unlock(&tasklist_lock);
6254 }
6255
6256 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6257
6258 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6259 /*
6260  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6261  *
6262  * They can only be called when the whole system has been
6263  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6264  * activity can take place. Using them for anything else would
6265  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6266  * under any other configuration.
6267  */
6268
6269 /**
6270  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6271  * @cpu: the processor in question.
6272  *
6273  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6274  *
6275  * Return: The current task for @cpu.
6276  */
6277 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6278 {
6279         return cpu_curr(cpu);
6280 }
6281
6282 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6283
6284 #ifdef CONFIG_IA64
6285 /**
6286  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6287  * @cpu: the processor in question.
6288  * @p: the task pointer to set.
6289  *
6290  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6291  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6292  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6293  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6294  * and caller must save the original value of the current task (see
6295  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6296  * re-starting the system.
6297  *
6298  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6299  */
6300 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6301 {
6302         cpu_curr(cpu) = p;
6303 }
6304
6305 #endif
6306
6307 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6308 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6309 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6310
6311 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6312 {
6313         free_fair_sched_group(tg);
6314         free_rt_sched_group(tg);
6315         autogroup_free(tg);
6316         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6317 }
6318
6319 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6320 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6321 {
6322         struct task_group *tg;
6323
6324         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6325         if (!tg)
6326                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6327
6328         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6329                 goto err;
6330
6331         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6332                 goto err;
6333
6334         return tg;
6335
6336 err:
6337         sched_free_group(tg);
6338         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6339 }
6340
6341 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6342 {
6343         unsigned long flags;
6344
6345         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6346         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6347
6348         /* Root should already exist: */
6349         WARN_ON(!parent);
6350
6351         tg->parent = parent;
6352         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6353         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6354         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6355
6356         online_fair_sched_group(tg);
6357 }
6358
6359 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6360 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6361 {
6362         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6363         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6364 }
6365
6366 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6367 {
6368         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6369         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6370 }
6371
6372 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6373 {
6374         unsigned long flags;
6375
6376         /* End participation in shares distribution: */
6377         unregister_fair_sched_group(tg);
6378
6379         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6380         list_del_rcu(&tg->list);
6381         list_del_rcu(&tg->siblings);
6382         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6383 }
6384
6385 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6386 {
6387         struct task_group *tg;
6388
6389         /*
6390          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6391          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6392          * to prevent lockdep warnings.
6393          */
6394         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6395                           struct task_group, css);
6396         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6397         tsk->sched_task_group = tg;
6398
6399 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6400         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6401                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6402         else
6403 #endif
6404                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6405 }
6406
6407 /*
6408  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6409  *
6410  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6411  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6412  * its new group.
6413  */
6414 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6415 {
6416         int queued, running;
6417         struct rq_flags rf;
6418         struct rq *rq;
6419
6420         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6421         update_rq_clock(rq);
6422
6423         running = task_current(rq, tsk);
6424         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6425
6426         if (queued)
6427                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
6428         if (running)
6429                 put_prev_task(rq, tsk);
6430
6431         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6432
6433         if (queued)
6434                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6435         if (running)
6436                 set_curr_task(rq, tsk);
6437
6438         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6439 }
6440 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6441
6442 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6443 /*
6444  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6445  */
6446 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6447
6448 /* Must be called with tasklist_lock held */
6449 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6450 {
6451         struct task_struct *g, *p;
6452
6453         /*
6454          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6455          */
6456         if (task_group_is_autogroup(tg))
6457                 return 0;
6458
6459         for_each_process_thread(g, p) {
6460                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6461                         return 1;
6462         }
6463
6464         return 0;
6465 }
6466
6467 struct rt_schedulable_data {
6468         struct task_group *tg;
6469         u64 rt_period;
6470         u64 rt_runtime;
6471 };
6472
6473 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6474 {
6475         struct rt_schedulable_data *d = data;
6476         struct task_group *child;
6477         unsigned long total, sum = 0;
6478         u64 period, runtime;
6479
6480         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6481         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6482
6483         if (tg == d->tg) {
6484                 period = d->rt_period;
6485                 runtime = d->rt_runtime;
6486         }
6487
6488         /*
6489          * Cannot have more runtime than the period.
6490          */
6491         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6492                 return -EINVAL;
6493
6494         /*
6495          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6496          */
6497         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6498                 return -EBUSY;
6499
6500         total = to_ratio(period, runtime);
6501
6502         /*
6503          * Nobody can have more than the global setting allows.
6504          */
6505         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6506                 return -EINVAL;
6507
6508         /*
6509          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6510          */
6511         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6512                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6513                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6514
6515                 if (child == d->tg) {
6516                         period = d->rt_period;
6517                         runtime = d->rt_runtime;
6518                 }
6519
6520                 sum += to_ratio(period, runtime);
6521         }
6522
6523         if (sum > total)
6524                 return -EINVAL;
6525
6526         return 0;
6527 }
6528
6529 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6530 {
6531         int ret;
6532
6533         struct rt_schedulable_data data = {
6534                 .tg = tg,
6535                 .rt_period = period,
6536                 .rt_runtime = runtime,
6537         };
6538
6539         rcu_read_lock();
6540         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6541         rcu_read_unlock();
6542
6543         return ret;
6544 }
6545
6546 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6547                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6548 {
6549         int i, err = 0;
6550
6551         /*
6552          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6553          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6554          */
6555         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6556                 return -EINVAL;
6557
6558         /* No period doesn't make any sense. */
6559         if (rt_period == 0)
6560                 return -EINVAL;
6561
6562         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6563         read_lock(&tasklist_lock);
6564         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6565         if (err)
6566                 goto unlock;
6567
6568         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6569         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6570         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6571
6572         for_each_possible_cpu(i) {
6573                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6574
6575                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6576                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6577                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6578         }
6579         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6580 unlock:
6581         read_unlock(&tasklist_lock);
6582         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6583
6584         return err;
6585 }
6586
6587 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6588 {
6589         u64 rt_runtime, rt_period;
6590
6591         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6592         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6593         if (rt_runtime_us < 0)
6594                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6595
6596         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6597 }
6598
6599 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6600 {
6601         u64 rt_runtime_us;
6602
6603         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6604                 return -1;
6605
6606         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6607         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6608         return rt_runtime_us;
6609 }
6610
6611 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6612 {
6613         u64 rt_runtime, rt_period;
6614
6615         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6616         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6617
6618         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6619 }
6620
6621 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6622 {
6623         u64 rt_period_us;
6624
6625         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6626         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6627         return rt_period_us;
6628 }
6629 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6630
6631 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6632 static int sched_rt_global_constraints(void)
6633 {
6634         int ret = 0;
6635
6636         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6637         read_lock(&tasklist_lock);
6638         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6639         read_unlock(&tasklist_lock);
6640         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6641
6642         return ret;
6643 }
6644
6645 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6646 {
6647         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6648         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6649                 return 0;
6650
6651         return 1;
6652 }
6653
6654 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6655 static int sched_rt_global_constraints(void)
6656 {
6657         unsigned long flags;
6658         int i;
6659
6660         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6661         for_each_possible_cpu(i) {
6662                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6663
6664                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6665                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6666                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6667         }
6668         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6669
6670         return 0;
6671 }
6672 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6673
6674 static int sched_dl_global_validate(void)
6675 {
6676         u64 runtime = global_rt_runtime();
6677         u64 period = global_rt_period();
6678         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6679         struct dl_bw *dl_b;
6680         int cpu, ret = 0;
6681         unsigned long flags;
6682
6683         /*
6684          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6685          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6686          * any of the root_domains.
6687          *
6688          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6689          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6690          * solutions is welcome!
6691          */
6692         for_each_possible_cpu(cpu) {
6693                 rcu_read_lock_sched();
6694                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6695
6696                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6697                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6698                         ret = -EBUSY;
6699                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6700
6701                 rcu_read_unlock_sched();
6702
6703                 if (ret)
6704                         break;
6705         }
6706
6707         return ret;
6708 }
6709
6710 static void sched_dl_do_global(void)
6711 {
6712         u64 new_bw = -1;
6713         struct dl_bw *dl_b;
6714         int cpu;
6715         unsigned long flags;
6716
6717         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6718         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6719
6720         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6721                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6722
6723         /*
6724          * FIXME: As above...
6725          */
6726         for_each_possible_cpu(cpu) {
6727                 rcu_read_lock_sched();
6728                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6729
6730                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6731                 dl_b->bw = new_bw;
6732                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6733
6734                 rcu_read_unlock_sched();
6735         }
6736 }
6737
6738 static int sched_rt_global_validate(void)
6739 {
6740         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6741                 return -EINVAL;
6742
6743         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6744                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6745                 return -EINVAL;
6746
6747         return 0;
6748 }
6749
6750 static void sched_rt_do_global(void)
6751 {
6752         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6753         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6754 }
6755
6756 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6757                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6758                 loff_t *ppos)
6759 {
6760         int old_period, old_runtime;
6761         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6762         int ret;
6763
6764         mutex_lock(&mutex);
6765         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6766         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6767
6768         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6769
6770         if (!ret && write) {
6771                 ret = sched_rt_global_validate();
6772                 if (ret)
6773                         goto undo;
6774
6775                 ret = sched_dl_global_validate();
6776                 if (ret)
6777                         goto undo;
6778
6779                 ret = sched_rt_global_constraints();
6780                 if (ret)
6781                         goto undo;
6782
6783                 sched_rt_do_global();
6784                 sched_dl_do_global();
6785         }
6786         if (0) {
6787 undo:
6788                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6789                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6790         }
6791         mutex_unlock(&mutex);
6792
6793         return ret;
6794 }
6795
6796 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6797                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6798                 loff_t *ppos)
6799 {
6800         int ret;
6801         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6802
6803         mutex_lock(&mutex);
6804         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6805         /*
6806          * Make sure that internally we keep jiffies.
6807          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6808          */
6809         if (!ret && write) {
6810                 sched_rr_timeslice =
6811                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6812                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6813         }
6814         mutex_unlock(&mutex);
6815         return ret;
6816 }
6817
6818 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6819
6820 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6821 {
6822         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6823 }
6824
6825 static struct cgroup_subsys_state *
6826 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6827 {
6828         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6829         struct task_group *tg;
6830
6831         if (!parent) {
6832                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6833                 return &root_task_group.css;
6834         }
6835
6836         tg = sched_create_group(parent);
6837         if (IS_ERR(tg))
6838                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6839
6840         return &tg->css;
6841 }
6842
6843 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6844 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6845 {
6846         struct task_group *tg = css_tg(css);
6847         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6848
6849         if (parent)
6850                 sched_online_group(tg, parent);
6851         return 0;
6852 }
6853
6854 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6855 {
6856         struct task_group *tg = css_tg(css);
6857
6858         sched_offline_group(tg);
6859 }
6860
6861 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6862 {
6863         struct task_group *tg = css_tg(css);
6864
6865         /*
6866          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6867          */
6868         sched_free_group(tg);
6869 }
6870
6871 /*
6872  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6873  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6874  */
6875 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6876 {
6877         struct rq_flags rf;
6878         struct rq *rq;
6879
6880         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6881
6882         update_rq_clock(rq);
6883         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6884
6885         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6886 }
6887
6888 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6889 {
6890         struct task_struct *task;
6891         struct cgroup_subsys_state *css;
6892         int ret = 0;
6893
6894         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6895 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6896                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6897                         return -EINVAL;
6898 #else
6899                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6900                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6901                         return -EINVAL;
6902 #endif
6903                 /*
6904                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6905                  * running, we're sure to observe its full state.
6906                  */
6907                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6908                 /*
6909                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6910                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6911                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6912                  */
6913                 if (task->state == TASK_NEW)
6914                         ret = -EINVAL;
6915                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6916
6917                 if (ret)
6918                         break;
6919         }
6920         return ret;
6921 }
6922
6923 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6924 {
6925         struct task_struct *task;
6926         struct cgroup_subsys_state *css;
6927
6928         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6929                 sched_move_task(task);
6930 }
6931
6932 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6933 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6934                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6935 {
6936         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6937 }
6938
6939 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6940                                struct cftype *cft)
6941 {
6942         struct task_group *tg = css_tg(css);
6943
6944         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6945 }
6946
6947 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6948 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6949
6950 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6951 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6952
6953 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6954
6955 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6956 {
6957         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6958         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6959
6960         if (tg == &root_task_group)
6961                 return -EINVAL;
6962
6963         /*
6964          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6965          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6966          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6967          */
6968         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6969                 return -EINVAL;
6970
6971         /*
6972          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6973          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6974          * feasibility.
6975          */
6976         if (period > max_cfs_quota_period)
6977                 return -EINVAL;
6978
6979         /*
6980          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6981          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6982          */
6983         get_online_cpus();
6984         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6985         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6986         if (ret)
6987                 goto out_unlock;
6988
6989         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6990         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6991         /*
6992          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6993          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6994          */
6995         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6996                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6997         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6998         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6999         cfs_b->quota = quota;
7000
7001         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7002
7003         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7004         if (runtime_enabled)
7005                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7006
7007         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7008
7009         for_each_online_cpu(i) {
7010                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7011                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7012                 struct rq_flags rf;
7013
7014                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7015                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7016                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7017
7018                 if (cfs_rq->throttled)
7019                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7020                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7021         }
7022         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7023                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7024 out_unlock:
7025         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7026         put_online_cpus();
7027
7028         return ret;
7029 }
7030
7031 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7032 {
7033         u64 quota, period;
7034
7035         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7036         if (cfs_quota_us < 0)
7037                 quota = RUNTIME_INF;
7038         else
7039                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7040
7041         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7042 }
7043
7044 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7045 {
7046         u64 quota_us;
7047
7048         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7049                 return -1;
7050
7051         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7052         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7053
7054         return quota_us;
7055 }
7056
7057 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7058 {
7059         u64 quota, period;
7060
7061         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7062         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7063
7064         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7065 }
7066
7067 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7068 {
7069         u64 cfs_period_us;
7070
7071         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7072         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7073
7074         return cfs_period_us;
7075 }
7076
7077 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7078                                   struct cftype *cft)
7079 {
7080         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7081 }
7082
7083 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7084                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7085 {
7086         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7087 }
7088
7089 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7090                                    struct cftype *cft)
7091 {
7092         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7093 }
7094
7095 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7096                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7097 {
7098         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7099 }
7100
7101 struct cfs_schedulable_data {
7102         struct task_group *tg;
7103         u64 period, quota;
7104 };
7105
7106 /*
7107  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7108  * note: units are usecs
7109  */
7110 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7111                                struct cfs_schedulable_data *d)
7112 {
7113         u64 quota, period;
7114
7115         if (tg == d->tg) {
7116                 period = d->period;
7117                 quota = d->quota;
7118         } else {
7119                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7120                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7121         }
7122
7123         /* note: these should typically be equivalent */
7124         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7125                 return RUNTIME_INF;
7126
7127         return to_ratio(period, quota);
7128 }
7129
7130 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7131 {
7132         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7133         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7134         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7135
7136         if (!tg->parent) {
7137                 quota = RUNTIME_INF;
7138         } else {
7139                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7140
7141                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7142                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7143
7144                 /*
7145                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7146                  * limit is set:
7147                  */
7148                 if (quota == RUNTIME_INF)
7149                         quota = parent_quota;
7150                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7151                         return -EINVAL;
7152         }
7153         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7154
7155         return 0;
7156 }
7157
7158 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7159 {
7160         int ret;
7161         struct cfs_schedulable_data data = {
7162                 .tg = tg,
7163                 .period = period,
7164                 .quota = quota,
7165         };
7166
7167         if (quota != RUNTIME_INF) {
7168                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7169                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7170         }
7171
7172         rcu_read_lock();
7173         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7174         rcu_read_unlock();
7175
7176         return ret;
7177 }
7178
7179 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7180 {
7181         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7182         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7183
7184         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7185         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7186         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7187
7188         return 0;
7189 }
7190 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7191 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7192
7193 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7194 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7195                                 struct cftype *cft, s64 val)
7196 {
7197         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7198 }
7199
7200 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7201                                struct cftype *cft)
7202 {
7203         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7204 }
7205
7206 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7207                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7208 {
7209         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7210 }
7211
7212 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7213                                    struct cftype *cft)
7214 {
7215         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7216 }
7217 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7218
7219 static struct cftype cpu_files[] = {
7220 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7221         {
7222                 .name = "shares",
7223                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7224                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7225         },
7226 #endif
7227 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7228         {
7229                 .name = "cfs_quota_us",
7230                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7231                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7232         },
7233         {
7234                 .name = "cfs_period_us",
7235                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7236                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7237         },
7238         {
7239                 .name = "stat",
7240                 .seq_show = cpu_stats_show,
7241         },
7242 #endif
7243 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7244         {
7245                 .name = "rt_runtime_us",
7246                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7247                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7248         },
7249         {
7250                 .name = "rt_period_us",
7251                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7252                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7253         },
7254 #endif
7255         { }     /* Terminate */
7256 };
7257
7258 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7259         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7260         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7261         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7262         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7263         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7264         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7265         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7266         .legacy_cftypes = cpu_files,
7267         .early_init     = true,
7268 };
7269
7270 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7271
7272 void dump_cpu_task(int cpu)
7273 {
7274         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7275         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7276 }
7277
7278 /*
7279  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7280  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7281  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7282  * that remained on nice 0.
7283  *
7284  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7285  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7286  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7287  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7288  * the relative distance between them is ~25%.)
7289  */
7290 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7291  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7292  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7293  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7294  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7295  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7296  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7297  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7298  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7299 };
7300
7301 /*
7302  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7303  *
7304  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7305  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7306  * into multiplications:
7307  */
7308 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7309  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7310  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7311  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7312  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7313  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7314  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7315  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7316  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7317 };