]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/sched/core.c
Merge tag 'docs-4.11-fixes' of git://git.lwn.net/linux
[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  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
90  */
91 static struct rq *this_rq_lock(void)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         local_irq_disable();
97         rq = this_rq();
98         raw_spin_lock(&rq->lock);
99
100         return rq;
101 }
102
103 /*
104  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
105  */
106 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
107         __acquires(rq->lock)
108 {
109         struct rq *rq;
110
111         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
112
113         for (;;) {
114                 rq = task_rq(p);
115                 raw_spin_lock(&rq->lock);
116                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
117                         rq_pin_lock(rq, rf);
118                         return rq;
119                 }
120                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
121
122                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
123                         cpu_relax();
124         }
125 }
126
127 /*
128  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
129  */
130 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
131         __acquires(p->pi_lock)
132         __acquires(rq->lock)
133 {
134         struct rq *rq;
135
136         for (;;) {
137                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
138                 rq = task_rq(p);
139                 raw_spin_lock(&rq->lock);
140                 /*
141                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
142                  *
143                  *      ACQUIRE (rq->lock)
144                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
145                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
146                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
147                  *                                      [L] ->on_rq
148                  *      RELEASE (rq->lock)
149                  *
150                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
151                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
152                  *
153                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
154                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
155                  */
156                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
157                         rq_pin_lock(rq, rf);
158                         return rq;
159                 }
160                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
161                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
162
163                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
164                         cpu_relax();
165         }
166 }
167
168 /*
169  * RQ-clock updating methods:
170  */
171
172 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
173 {
174 /*
175  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
176  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
177  */
178 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
179         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
180 #endif
181 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
182         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
183
184         /*
185          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
186          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
187          * {soft,}irq region.
188          *
189          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
190          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
191          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
192          * monotonic.
193          *
194          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
195          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
196          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
197          * atomic ops.
198          */
199         if (irq_delta > delta)
200                 irq_delta = delta;
201
202         rq->prev_irq_time += irq_delta;
203         delta -= irq_delta;
204 #endif
205 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
206         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
207                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
208                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
209
210                 if (unlikely(steal > delta))
211                         steal = delta;
212
213                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
214                 delta -= steal;
215         }
216 #endif
217
218         rq->clock_task += delta;
219
220 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
221         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
222                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
223 #endif
224 }
225
226 void update_rq_clock(struct rq *rq)
227 {
228         s64 delta;
229
230         lockdep_assert_held(&rq->lock);
231
232         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
233                 return;
234
235 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
236         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
237 #endif
238         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
239         if (delta < 0)
240                 return;
241         rq->clock += delta;
242         update_rq_clock_task(rq, delta);
243 }
244
245
246 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
247 /*
248  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
249  */
250
251 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
252 {
253         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
254                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
255 }
256
257 /*
258  * High-resolution timer tick.
259  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
260  */
261 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
262 {
263         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
264
265         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
266
267         raw_spin_lock(&rq->lock);
268         update_rq_clock(rq);
269         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
270         raw_spin_unlock(&rq->lock);
271
272         return HRTIMER_NORESTART;
273 }
274
275 #ifdef CONFIG_SMP
276
277 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
278 {
279         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
280
281         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
282 }
283
284 /*
285  * called from hardirq (IPI) context
286  */
287 static void __hrtick_start(void *arg)
288 {
289         struct rq *rq = arg;
290
291         raw_spin_lock(&rq->lock);
292         __hrtick_restart(rq);
293         rq->hrtick_csd_pending = 0;
294         raw_spin_unlock(&rq->lock);
295 }
296
297 /*
298  * Called to set the hrtick timer state.
299  *
300  * called with rq->lock held and irqs disabled
301  */
302 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
303 {
304         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
305         ktime_t time;
306         s64 delta;
307
308         /*
309          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
310          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
311          */
312         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
313         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
314
315         hrtimer_set_expires(timer, time);
316
317         if (rq == this_rq()) {
318                 __hrtick_restart(rq);
319         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
320                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
321                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
322         }
323 }
324
325 #else
326 /*
327  * Called to set the hrtick timer state.
328  *
329  * called with rq->lock held and irqs disabled
330  */
331 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
332 {
333         /*
334          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
335          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
336          */
337         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
338         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
339                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
340 }
341 #endif /* CONFIG_SMP */
342
343 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
344 {
345 #ifdef CONFIG_SMP
346         rq->hrtick_csd_pending = 0;
347
348         rq->hrtick_csd.flags = 0;
349         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
350         rq->hrtick_csd.info = rq;
351 #endif
352
353         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
354         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
355 }
356 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
357 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
358 {
359 }
360
361 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
362 {
363 }
364 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
365
366 /*
367  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
368  */
369 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
370         ({                                                              \
371                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
372                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
373                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
374                                                                         \
375                 for (;;) {                                              \
376                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
377                         if (_old == _val)                               \
378                                 break;                                  \
379                         _val = _old;                                    \
380                 }                                                       \
381         _old;                                                           \
382 })
383
384 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
385 /*
386  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
387  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
388  * spurious IPIs.
389  */
390 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
391 {
392         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
393         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
394 }
395
396 /*
397  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
398  *
399  * If this returns true, then the idle task promises to call
400  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
401  */
402 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
405         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
406
407         for (;;) {
408                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
409                         return false;
410                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
411                         return true;
412                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
413                 if (old == val)
414                         break;
415                 val = old;
416         }
417         return true;
418 }
419
420 #else
421 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         set_tsk_need_resched(p);
424         return true;
425 }
426
427 #ifdef CONFIG_SMP
428 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
429 {
430         return false;
431 }
432 #endif
433 #endif
434
435 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
436 {
437         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
438
439         /*
440          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
441          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
442          * wakeup due to that.
443          *
444          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
445          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
446          */
447         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
448                 return;
449
450         get_task_struct(task);
451
452         /*
453          * The head is context local, there can be no concurrency.
454          */
455         *head->lastp = node;
456         head->lastp = &node->next;
457 }
458
459 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
460 {
461         struct wake_q_node *node = head->first;
462
463         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
464                 struct task_struct *task;
465
466                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
467                 BUG_ON(!task);
468                 /* Task can safely be re-inserted now: */
469                 node = node->next;
470                 task->wake_q.next = NULL;
471
472                 /*
473                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
474                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
475                  */
476                 wake_up_process(task);
477                 put_task_struct(task);
478         }
479 }
480
481 /*
482  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
483  *
484  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
485  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
486  * the target CPU.
487  */
488 void resched_curr(struct rq *rq)
489 {
490         struct task_struct *curr = rq->curr;
491         int cpu;
492
493         lockdep_assert_held(&rq->lock);
494
495         if (test_tsk_need_resched(curr))
496                 return;
497
498         cpu = cpu_of(rq);
499
500         if (cpu == smp_processor_id()) {
501                 set_tsk_need_resched(curr);
502                 set_preempt_need_resched();
503                 return;
504         }
505
506         if (set_nr_and_not_polling(curr))
507                 smp_send_reschedule(cpu);
508         else
509                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
510 }
511
512 void resched_cpu(int cpu)
513 {
514         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
515         unsigned long flags;
516
517         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
518                 return;
519         resched_curr(rq);
520         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
521 }
522
523 #ifdef CONFIG_SMP
524 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
525 /*
526  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
527  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
528  *
529  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
530  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
531  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
532  */
533 int get_nohz_timer_target(void)
534 {
535         int i, cpu = smp_processor_id();
536         struct sched_domain *sd;
537
538         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
539                 return cpu;
540
541         rcu_read_lock();
542         for_each_domain(cpu, sd) {
543                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
544                         if (cpu == i)
545                                 continue;
546
547                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
548                                 cpu = i;
549                                 goto unlock;
550                         }
551                 }
552         }
553
554         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
555                 cpu = housekeeping_any_cpu();
556 unlock:
557         rcu_read_unlock();
558         return cpu;
559 }
560
561 /*
562  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
563  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
564  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
565  * idle system the next event might even be infinite time into the
566  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
567  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
568  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
569  * wheel for the next timer event.
570  */
571 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
572 {
573         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
574
575         if (cpu == smp_processor_id())
576                 return;
577
578         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
579                 smp_send_reschedule(cpu);
580         else
581                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
582 }
583
584 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
585 {
586         /*
587          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
588          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
589          * If needed we can still optimize that later with an
590          * empty IRQ.
591          */
592         if (cpu_is_offline(cpu))
593                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
594         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
595                 if (cpu != smp_processor_id() ||
596                     tick_nohz_tick_stopped())
597                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
598                 return true;
599         }
600
601         return false;
602 }
603
604 /*
605  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
606  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
607  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
608  */
609 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
610 {
611         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
612                 wake_up_idle_cpu(cpu);
613 }
614
615 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
616 {
617         int cpu = smp_processor_id();
618
619         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
620                 return false;
621
622         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
623                 return true;
624
625         /*
626          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
627          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
628          */
629         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
630         return false;
631 }
632
633 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
634
635 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
636 {
637         return false;
638 }
639
640 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
641
642 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
643 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
644 {
645         int fifo_nr_running;
646
647         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
648         if (rq->dl.dl_nr_running)
649                 return false;
650
651         /*
652          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
653          * actual RR behaviour.
654          */
655         if (rq->rt.rr_nr_running) {
656                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
657                         return true;
658                 else
659                         return false;
660         }
661
662         /*
663          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
664          * forced preemption between FIFO tasks.
665          */
666         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
667         if (fifo_nr_running)
668                 return true;
669
670         /*
671          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
672          * if there's more than one we need the tick for involuntary
673          * preemption.
674          */
675         if (rq->nr_running > 1)
676                 return false;
677
678         return true;
679 }
680 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
681
682 void sched_avg_update(struct rq *rq)
683 {
684         s64 period = sched_avg_period();
685
686         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
687                 /*
688                  * Inline assembly required to prevent the compiler
689                  * optimising this loop into a divmod call.
690                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
691                  */
692                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
693                 rq->age_stamp += period;
694                 rq->rt_avg /= 2;
695         }
696 }
697
698 #endif /* CONFIG_SMP */
699
700 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
701                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
702 /*
703  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
704  * node and @up when leaving it for the final time.
705  *
706  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
707  */
708 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
709                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
710 {
711         struct task_group *parent, *child;
712         int ret;
713
714         parent = from;
715
716 down:
717         ret = (*down)(parent, data);
718         if (ret)
719                 goto out;
720         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
721                 parent = child;
722                 goto down;
723
724 up:
725                 continue;
726         }
727         ret = (*up)(parent, data);
728         if (ret || parent == from)
729                 goto out;
730
731         child = parent;
732         parent = parent->parent;
733         if (parent)
734                 goto up;
735 out:
736         return ret;
737 }
738
739 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
740 {
741         return 0;
742 }
743 #endif
744
745 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
746 {
747         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
748         struct load_weight *load = &p->se.load;
749
750         /*
751          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
752          */
753         if (idle_policy(p->policy)) {
754                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
755                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
756                 return;
757         }
758
759         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
760         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
761 }
762
763 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         update_rq_clock(rq);
766         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
767                 sched_info_queued(rq, p);
768         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
769 }
770
771 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
772 {
773         update_rq_clock(rq);
774         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
775                 sched_info_dequeued(rq, p);
776         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
780 {
781         if (task_contributes_to_load(p))
782                 rq->nr_uninterruptible--;
783
784         enqueue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
788 {
789         if (task_contributes_to_load(p))
790                 rq->nr_uninterruptible++;
791
792         dequeue_task(rq, p, flags);
793 }
794
795 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
796 {
797         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
798         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
799
800         if (stop) {
801                 /*
802                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
803                  * userspace knows about and won't get confused about.
804                  *
805                  * Also, it will make PI more or less work without too
806                  * much confusion -- but then, stop work should not
807                  * rely on PI working anyway.
808                  */
809                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
810
811                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
812         }
813
814         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
815
816         if (old_stop) {
817                 /*
818                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
819                  * it can die in pieces.
820                  */
821                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
822         }
823 }
824
825 /*
826  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
827  */
828 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
829 {
830         return p->static_prio;
831 }
832
833 /*
834  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
835  * without taking RT-inheritance into account. Might be
836  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
837  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
838  * estimator recalculates.
839  */
840 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
841 {
842         int prio;
843
844         if (task_has_dl_policy(p))
845                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
846         else if (task_has_rt_policy(p))
847                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
848         else
849                 prio = __normal_prio(p);
850         return prio;
851 }
852
853 /*
854  * Calculate the current priority, i.e. the priority
855  * taken into account by the scheduler. This value might
856  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
857  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
858  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
859  */
860 static int effective_prio(struct task_struct *p)
861 {
862         p->normal_prio = normal_prio(p);
863         /*
864          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
865          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
866          * to the normal priority:
867          */
868         if (!rt_prio(p->prio))
869                 return p->normal_prio;
870         return p->prio;
871 }
872
873 /**
874  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
875  * @p: the task in question.
876  *
877  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
878  */
879 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
880 {
881         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
882 }
883
884 /*
885  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
886  * use the balance_callback list if you want balancing.
887  *
888  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
889  * balance_callback().
890  */
891 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
892                                        const struct sched_class *prev_class,
893                                        int oldprio)
894 {
895         if (prev_class != p->sched_class) {
896                 if (prev_class->switched_from)
897                         prev_class->switched_from(rq, p);
898
899                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
900         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
901                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
902 }
903
904 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
905 {
906         const struct sched_class *class;
907
908         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
909                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
910         } else {
911                 for_each_class(class) {
912                         if (class == rq->curr->sched_class)
913                                 break;
914                         if (class == p->sched_class) {
915                                 resched_curr(rq);
916                                 break;
917                         }
918                 }
919         }
920
921         /*
922          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
923          * this case, we can save a useless back to back clock update.
924          */
925         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
926                 rq_clock_skip_update(rq, true);
927 }
928
929 #ifdef CONFIG_SMP
930 /*
931  * This is how migration works:
932  *
933  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
934  *    stop_one_cpu().
935  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
936  *    off the CPU)
937  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
938  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
939  *    it and puts it into the right queue.
940  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
941  *    is done.
942  */
943
944 /*
945  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
946  *
947  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
948  */
949 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
950 {
951         lockdep_assert_held(&rq->lock);
952
953         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
954         dequeue_task(rq, p, 0);
955         set_task_cpu(p, new_cpu);
956         raw_spin_unlock(&rq->lock);
957
958         rq = cpu_rq(new_cpu);
959
960         raw_spin_lock(&rq->lock);
961         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
962         enqueue_task(rq, p, 0);
963         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
964         check_preempt_curr(rq, p, 0);
965
966         return rq;
967 }
968
969 struct migration_arg {
970         struct task_struct *task;
971         int dest_cpu;
972 };
973
974 /*
975  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
976  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
977  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
978  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
979  *
980  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
981  * as the task is no longer on this CPU.
982  */
983 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
984 {
985         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
986                 return rq;
987
988         /* Affinity changed (again). */
989         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
990                 return rq;
991
992         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
993
994         return rq;
995 }
996
997 /*
998  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
999  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1000  * 'pushing' onto another runqueue.
1001  */
1002 static int migration_cpu_stop(void *data)
1003 {
1004         struct migration_arg *arg = data;
1005         struct task_struct *p = arg->task;
1006         struct rq *rq = this_rq();
1007
1008         /*
1009          * The original target CPU might have gone down and we might
1010          * be on another CPU but it doesn't matter.
1011          */
1012         local_irq_disable();
1013         /*
1014          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1015          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1016          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1017          */
1018         sched_ttwu_pending();
1019
1020         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1021         raw_spin_lock(&rq->lock);
1022         /*
1023          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1024          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1025          * we're holding p->pi_lock.
1026          */
1027         if (task_rq(p) == rq) {
1028                 if (task_on_rq_queued(p))
1029                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1030                 else
1031                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1032         }
1033         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1034         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1035
1036         local_irq_enable();
1037         return 0;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1042  * actually call this function.
1043  */
1044 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1045 {
1046         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1047         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1048 }
1049
1050 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1051 {
1052         struct rq *rq = task_rq(p);
1053         bool queued, running;
1054
1055         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1056
1057         queued = task_on_rq_queued(p);
1058         running = task_current(rq, p);
1059
1060         if (queued) {
1061                 /*
1062                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1063                  * holding rq->lock.
1064                  */
1065                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1066                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1067         }
1068         if (running)
1069                 put_prev_task(rq, p);
1070
1071         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1072
1073         if (queued)
1074                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1075         if (running)
1076                 set_curr_task(rq, p);
1077 }
1078
1079 /*
1080  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1081  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1082  * is removed from the allowed bitmask.
1083  *
1084  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1085  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1086  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1087  */
1088 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1089                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1090 {
1091         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1092         unsigned int dest_cpu;
1093         struct rq_flags rf;
1094         struct rq *rq;
1095         int ret = 0;
1096
1097         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1098         update_rq_clock(rq);
1099
1100         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1101                 /*
1102                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1103                  */
1104                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1105         }
1106
1107         /*
1108          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1109          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1110          */
1111         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1112                 ret = -EINVAL;
1113                 goto out;
1114         }
1115
1116         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1117                 goto out;
1118
1119         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1120                 ret = -EINVAL;
1121                 goto out;
1122         }
1123
1124         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1125
1126         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1127                 /*
1128                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1129                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1130                  */
1131                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1132                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1133                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1134         }
1135
1136         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1137         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1138                 goto out;
1139
1140         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1141         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1142                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1143                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1144                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1145                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1146                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1147                 return 0;
1148         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1149                 /*
1150                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1151                  * afterwards anyway.
1152                  */
1153                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
1154                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1155                 rq_repin_lock(rq, &rf);
1156         }
1157 out:
1158         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1159
1160         return ret;
1161 }
1162
1163 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1164 {
1165         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1168
1169 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1170 {
1171 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1172         /*
1173          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1174          * ttwu() will sort out the placement.
1175          */
1176         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1177                         !p->on_rq);
1178
1179         /*
1180          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1181          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1182          * time relying on p->on_rq.
1183          */
1184         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1185                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1186                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1187
1188 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1189         /*
1190          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1191          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1192          *
1193          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1194          * see task_group().
1195          *
1196          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1197          * task_rq_lock().
1198          */
1199         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1200                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1201 #endif
1202 #endif
1203
1204         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1205
1206         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1207                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1208                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1209                 p->se.nr_migrations++;
1210                 perf_event_task_migrate(p);
1211         }
1212
1213         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1214 }
1215
1216 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1217 {
1218         if (task_on_rq_queued(p)) {
1219                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1220
1221                 src_rq = task_rq(p);
1222                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1223
1224                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1225                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1226                 set_task_cpu(p, cpu);
1227                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1228                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1229                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1230         } else {
1231                 /*
1232                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1233                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1234                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1235                  */
1236                 p->wake_cpu = cpu;
1237         }
1238 }
1239
1240 struct migration_swap_arg {
1241         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1242         int src_cpu, dst_cpu;
1243 };
1244
1245 static int migrate_swap_stop(void *data)
1246 {
1247         struct migration_swap_arg *arg = data;
1248         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1249         int ret = -EAGAIN;
1250
1251         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1252                 return -EAGAIN;
1253
1254         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1255         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1256
1257         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1258                         &arg->dst_task->pi_lock);
1259         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1260
1261         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1262                 goto unlock;
1263
1264         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1265                 goto unlock;
1266
1267         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1268                 goto unlock;
1269
1270         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1271                 goto unlock;
1272
1273         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1274         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1275
1276         ret = 0;
1277
1278 unlock:
1279         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1280         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1281         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1282
1283         return ret;
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Cross migrate two tasks
1288  */
1289 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1290 {
1291         struct migration_swap_arg arg;
1292         int ret = -EINVAL;
1293
1294         arg = (struct migration_swap_arg){
1295                 .src_task = cur,
1296                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1297                 .dst_task = p,
1298                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1299         };
1300
1301         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1302                 goto out;
1303
1304         /*
1305          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1306          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1307          */
1308         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1309                 goto out;
1310
1311         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1312                 goto out;
1313
1314         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1315                 goto out;
1316
1317         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1318         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1319
1320 out:
1321         return ret;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1326  *
1327  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1328  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1329  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1330  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1331  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1332  * @p has remained unscheduled the whole time.
1333  *
1334  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1335  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1336  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1337  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1338  * waiting to become inactive.
1339  */
1340 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1341 {
1342         int running, queued;
1343         struct rq_flags rf;
1344         unsigned long ncsw;
1345         struct rq *rq;
1346
1347         for (;;) {
1348                 /*
1349                  * We do the initial early heuristics without holding
1350                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1351                  * the runqueue lock when things look like they will
1352                  * work out!
1353                  */
1354                 rq = task_rq(p);
1355
1356                 /*
1357                  * If the task is actively running on another CPU
1358                  * still, just relax and busy-wait without holding
1359                  * any locks.
1360                  *
1361                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1362                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1363                  * But we don't care, since "task_running()" will
1364                  * return false if the runqueue has changed and p
1365                  * is actually now running somewhere else!
1366                  */
1367                 while (task_running(rq, p)) {
1368                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1369                                 return 0;
1370                         cpu_relax();
1371                 }
1372
1373                 /*
1374                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1375                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1376                  * just go back and repeat.
1377                  */
1378                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1379                 trace_sched_wait_task(p);
1380                 running = task_running(rq, p);
1381                 queued = task_on_rq_queued(p);
1382                 ncsw = 0;
1383                 if (!match_state || p->state == match_state)
1384                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1385                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1386
1387                 /*
1388                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1389                  */
1390                 if (unlikely(!ncsw))
1391                         break;
1392
1393                 /*
1394                  * Was it really running after all now that we
1395                  * checked with the proper locks actually held?
1396                  *
1397                  * Oops. Go back and try again..
1398                  */
1399                 if (unlikely(running)) {
1400                         cpu_relax();
1401                         continue;
1402                 }
1403
1404                 /*
1405                  * It's not enough that it's not actively running,
1406                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1407                  * preempted!
1408                  *
1409                  * So if it was still runnable (but just not actively
1410                  * running right now), it's preempted, and we should
1411                  * yield - it could be a while.
1412                  */
1413                 if (unlikely(queued)) {
1414                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1415
1416                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1417                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1418                         continue;
1419                 }
1420
1421                 /*
1422                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1423                  * runnable, which means that it will never become
1424                  * running in the future either. We're all done!
1425                  */
1426                 break;
1427         }
1428
1429         return ncsw;
1430 }
1431
1432 /***
1433  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1434  * @p: the to-be-kicked thread
1435  *
1436  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1437  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1438  *
1439  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1440  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1441  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1442  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1443  * achieved as well.
1444  */
1445 void kick_process(struct task_struct *p)
1446 {
1447         int cpu;
1448
1449         preempt_disable();
1450         cpu = task_cpu(p);
1451         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1452                 smp_send_reschedule(cpu);
1453         preempt_enable();
1454 }
1455 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1456
1457 /*
1458  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1459  *
1460  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1461  *
1462  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1463  *
1464  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1465  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1466  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1467  *    see it.
1468  *
1469  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1470  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1471  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1472  *    off.
1473  *
1474  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1475  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1476  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1477  * to satisfy the above rules.
1478  */
1479 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1480 {
1481         int nid = cpu_to_node(cpu);
1482         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1483         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1484         int dest_cpu;
1485
1486         /*
1487          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1488          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1489          * select the CPU on the other node.
1490          */
1491         if (nid != -1) {
1492                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1493
1494                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1495                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1496                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1497                                 continue;
1498                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1499                                 return dest_cpu;
1500                 }
1501         }
1502
1503         for (;;) {
1504                 /* Any allowed, online CPU? */
1505                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1506                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1507                                 continue;
1508                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1509                                 continue;
1510                         goto out;
1511                 }
1512
1513                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1514                 switch (state) {
1515                 case cpuset:
1516                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1517                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1518                                 state = possible;
1519                                 break;
1520                         }
1521                         /* Fall-through */
1522                 case possible:
1523                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1524                         state = fail;
1525                         break;
1526
1527                 case fail:
1528                         BUG();
1529                         break;
1530                 }
1531         }
1532
1533 out:
1534         if (state != cpuset) {
1535                 /*
1536                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1537                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1538                  * leave kernel.
1539                  */
1540                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1541                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1542                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1543                 }
1544         }
1545
1546         return dest_cpu;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1551  */
1552 static inline
1553 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1554 {
1555         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1556
1557         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1558                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1559         else
1560                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1561
1562         /*
1563          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1564          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1565          * CPU.
1566          *
1567          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1568          *
1569          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1570          *   not worry about this generic constraint ]
1571          */
1572         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1573                      !cpu_online(cpu)))
1574                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1575
1576         return cpu;
1577 }
1578
1579 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1580 {
1581         s64 diff = sample - *avg;
1582         *avg += diff >> 3;
1583 }
1584
1585 #else
1586
1587 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1588                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1589 {
1590         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1591 }
1592
1593 #endif /* CONFIG_SMP */
1594
1595 static void
1596 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1597 {
1598         struct rq *rq;
1599
1600         if (!schedstat_enabled())
1601                 return;
1602
1603         rq = this_rq();
1604
1605 #ifdef CONFIG_SMP
1606         if (cpu == rq->cpu) {
1607                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1608                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1609         } else {
1610                 struct sched_domain *sd;
1611
1612                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1613                 rcu_read_lock();
1614                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1615                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1616                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1617                                 break;
1618                         }
1619                 }
1620                 rcu_read_unlock();
1621         }
1622
1623         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1624                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1625 #endif /* CONFIG_SMP */
1626
1627         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1628         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1629
1630         if (wake_flags & WF_SYNC)
1631                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1632 }
1633
1634 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1635 {
1636         activate_task(rq, p, en_flags);
1637         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1638
1639         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1640         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1641                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1646  */
1647 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1648                            struct rq_flags *rf)
1649 {
1650         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1651         p->state = TASK_RUNNING;
1652         trace_sched_wakeup(p);
1653
1654 #ifdef CONFIG_SMP
1655         if (p->sched_class->task_woken) {
1656                 /*
1657                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1658                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1659                  */
1660                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1661                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1662                 rq_repin_lock(rq, rf);
1663         }
1664
1665         if (rq->idle_stamp) {
1666                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1667                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1668
1669                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1670
1671                 if (rq->avg_idle > max)
1672                         rq->avg_idle = max;
1673
1674                 rq->idle_stamp = 0;
1675         }
1676 #endif
1677 }
1678
1679 static void
1680 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1681                  struct rq_flags *rf)
1682 {
1683         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1684
1685         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1686
1687 #ifdef CONFIG_SMP
1688         if (p->sched_contributes_to_load)
1689                 rq->nr_uninterruptible--;
1690
1691         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1692                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1693 #endif
1694
1695         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1696         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1701  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1702  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1703  * the task is still ->on_rq.
1704  */
1705 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1706 {
1707         struct rq_flags rf;
1708         struct rq *rq;
1709         int ret = 0;
1710
1711         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1712         if (task_on_rq_queued(p)) {
1713                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1714                 update_rq_clock(rq);
1715                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1716                 ret = 1;
1717         }
1718         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1719
1720         return ret;
1721 }
1722
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724 void sched_ttwu_pending(void)
1725 {
1726         struct rq *rq = this_rq();
1727         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1728         struct task_struct *p;
1729         unsigned long flags;
1730         struct rq_flags rf;
1731
1732         if (!llist)
1733                 return;
1734
1735         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1736         rq_pin_lock(rq, &rf);
1737
1738         while (llist) {
1739                 int wake_flags = 0;
1740
1741                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1742                 llist = llist_next(llist);
1743
1744                 if (p->sched_remote_wakeup)
1745                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1746
1747                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1748         }
1749
1750         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1751         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1752 }
1753
1754 void scheduler_ipi(void)
1755 {
1756         /*
1757          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1758          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1759          * this IPI.
1760          */
1761         preempt_fold_need_resched();
1762
1763         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1764                 return;
1765
1766         /*
1767          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1768          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1769          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1770          * we do call them.
1771          *
1772          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1773          * properly.
1774          *
1775          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1776          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1777          * somewhat pessimize the simple resched case.
1778          */
1779         irq_enter();
1780         sched_ttwu_pending();
1781
1782         /*
1783          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1784          */
1785         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1786                 this_rq()->idle_balance = 1;
1787                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1788         }
1789         irq_exit();
1790 }
1791
1792 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1793 {
1794         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1795
1796         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1797
1798         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1799                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1800                         smp_send_reschedule(cpu);
1801                 else
1802                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1803         }
1804 }
1805
1806 void wake_up_if_idle(int cpu)
1807 {
1808         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1809         unsigned long flags;
1810
1811         rcu_read_lock();
1812
1813         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1814                 goto out;
1815
1816         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1817                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1818         } else {
1819                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1820                 if (is_idle_task(rq->curr))
1821                         smp_send_reschedule(cpu);
1822                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1823                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1824         }
1825
1826 out:
1827         rcu_read_unlock();
1828 }
1829
1830 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1831 {
1832         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1833 }
1834 #endif /* CONFIG_SMP */
1835
1836 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1837 {
1838         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1839         struct rq_flags rf;
1840
1841 #if defined(CONFIG_SMP)
1842         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1843                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1844                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1845                 return;
1846         }
1847 #endif
1848
1849         raw_spin_lock(&rq->lock);
1850         rq_pin_lock(rq, &rf);
1851         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1852         rq_unpin_lock(rq, &rf);
1853         raw_spin_unlock(&rq->lock);
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_unpin_lock(rq, rf);
2101                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2102                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2103                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2104                 rq_repin_lock(rq, rf);
2105         }
2106
2107         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2108                 goto out;
2109
2110         trace_sched_waking(p);
2111
2112         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2113                 if (p->in_iowait) {
2114                         delayacct_blkio_end();
2115                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2116                 }
2117                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2118         }
2119
2120         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2121         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2122 out:
2123         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2124 }
2125
2126 /**
2127  * wake_up_process - Wake up a specific process
2128  * @p: The process to be woken up.
2129  *
2130  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2131  * processes.
2132  *
2133  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2134  *
2135  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2136  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2137  */
2138 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2139 {
2140         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2141 }
2142 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2143
2144 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2145 {
2146         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2151  */
2152 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2153 {
2154         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2155
2156         dl_se->dl_runtime = 0;
2157         dl_se->dl_deadline = 0;
2158         dl_se->dl_period = 0;
2159         dl_se->flags = 0;
2160         dl_se->dl_bw = 0;
2161
2162         dl_se->dl_throttled = 0;
2163         dl_se->dl_yielded = 0;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2168  * p is forked by current.
2169  *
2170  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2171  */
2172 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2173 {
2174         p->on_rq                        = 0;
2175
2176         p->se.on_rq                     = 0;
2177         p->se.exec_start                = 0;
2178         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2179         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2180         p->se.nr_migrations             = 0;
2181         p->se.vruntime                  = 0;
2182         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2183
2184 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2185         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2186 #endif
2187
2188 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2189         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2190         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2191 #endif
2192
2193         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2194         init_dl_task_timer(&p->dl);
2195         __dl_clear_params(p);
2196
2197         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2198         p->rt.timeout           = 0;
2199         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2200         p->rt.on_rq             = 0;
2201         p->rt.on_list           = 0;
2202
2203 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2204         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2205 #endif
2206
2207 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2208         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2209                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2210                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2211         }
2212
2213         if (clone_flags & CLONE_VM)
2214                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2215         else
2216                 p->numa_preferred_nid = -1;
2217
2218         p->node_stamp = 0ULL;
2219         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2220         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2221         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2222         p->numa_faults = NULL;
2223         p->last_task_numa_placement = 0;
2224         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2225
2226         p->numa_group = NULL;
2227 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2228 }
2229
2230 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2231
2232 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2233
2234 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2235 {
2236         if (enabled)
2237                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2238         else
2239                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2240 }
2241
2242 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2243 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2244                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2245 {
2246         struct ctl_table t;
2247         int err;
2248         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2249
2250         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2251                 return -EPERM;
2252
2253         t = *table;
2254         t.data = &state;
2255         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2256         if (err < 0)
2257                 return err;
2258         if (write)
2259                 set_numabalancing_state(state);
2260         return err;
2261 }
2262 #endif
2263 #endif
2264
2265 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2266
2267 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2268 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2269
2270 static void set_schedstats(bool enabled)
2271 {
2272         if (enabled)
2273                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2274         else
2275                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2276 }
2277
2278 void force_schedstat_enabled(void)
2279 {
2280         if (!schedstat_enabled()) {
2281                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2282                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2283         }
2284 }
2285
2286 static int __init setup_schedstats(char *str)
2287 {
2288         int ret = 0;
2289         if (!str)
2290                 goto out;
2291
2292         /*
2293          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2294          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2295          * variable so init_schedstats() can do it later.
2296          */
2297         if (!strcmp(str, "enable")) {
2298                 __sched_schedstats = true;
2299                 ret = 1;
2300         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2301                 __sched_schedstats = false;
2302                 ret = 1;
2303         }
2304 out:
2305         if (!ret)
2306                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2307
2308         return ret;
2309 }
2310 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2311
2312 static void __init init_schedstats(void)
2313 {
2314         set_schedstats(__sched_schedstats);
2315 }
2316
2317 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2318 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2319                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2320 {
2321         struct ctl_table t;
2322         int err;
2323         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2324
2325         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2326                 return -EPERM;
2327
2328         t = *table;
2329         t.data = &state;
2330         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2331         if (err < 0)
2332                 return err;
2333         if (write)
2334                 set_schedstats(state);
2335         return err;
2336 }
2337 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2338 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2339 static inline void init_schedstats(void) {}
2340 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2341
2342 /*
2343  * fork()/clone()-time setup:
2344  */
2345 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2346 {
2347         unsigned long flags;
2348         int cpu = get_cpu();
2349
2350         __sched_fork(clone_flags, p);
2351         /*
2352          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2353          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2354          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2355          */
2356         p->state = TASK_NEW;
2357
2358         /*
2359          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2360          */
2361         p->prio = current->normal_prio;
2362
2363         /*
2364          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2365          */
2366         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2367                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2368                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2369                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2370                         p->rt_priority = 0;
2371                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2372                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2373
2374                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2375                 set_load_weight(p);
2376
2377                 /*
2378                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2379                  * fulfilled its duty:
2380                  */
2381                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2382         }
2383
2384         if (dl_prio(p->prio)) {
2385                 put_cpu();
2386                 return -EAGAIN;
2387         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2388                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2389         } else {
2390                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2391         }
2392
2393         init_entity_runnable_average(&p->se);
2394
2395         /*
2396          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2397          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2398          * is ran before sched_fork().
2399          *
2400          * Silence PROVE_RCU.
2401          */
2402         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2403         /*
2404          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2405          * so use __set_task_cpu().
2406          */
2407         __set_task_cpu(p, cpu);
2408         if (p->sched_class->task_fork)
2409                 p->sched_class->task_fork(p);
2410         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2411
2412 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2413         if (likely(sched_info_on()))
2414                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2415 #endif
2416 #if defined(CONFIG_SMP)
2417         p->on_cpu = 0;
2418 #endif
2419         init_task_preempt_count(p);
2420 #ifdef CONFIG_SMP
2421         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2422         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2423 #endif
2424
2425         put_cpu();
2426         return 0;
2427 }
2428
2429 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2430 {
2431         if (runtime == RUNTIME_INF)
2432                 return 1ULL << 20;
2433
2434         /*
2435          * Doing this here saves a lot of checks in all
2436          * the calling paths, and returning zero seems
2437          * safe for them anyway.
2438          */
2439         if (period == 0)
2440                 return 0;
2441
2442         return div64_u64(runtime << 20, period);
2443 }
2444
2445 #ifdef CONFIG_SMP
2446 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2447 {
2448         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2449                          "sched RCU must be held");
2450         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2451 }
2452
2453 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2454 {
2455         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2456         int cpus = 0;
2457
2458         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2459                          "sched RCU must be held");
2460         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2461                 cpus++;
2462
2463         return cpus;
2464 }
2465 #else
2466 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2467 {
2468         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2469 }
2470
2471 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2472 {
2473         return 1;
2474 }
2475 #endif
2476
2477 /*
2478  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2479  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2480  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2481  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2482  *
2483  * This function is called while holding p's rq->lock.
2484  *
2485  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2486  * __setparam_dl().
2487  */
2488 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2489                        const struct sched_attr *attr)
2490 {
2491
2492         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2493         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2494         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2495         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2496         int cpus, err = -1;
2497
2498         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2499         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2500                 return 0;
2501
2502         /*
2503          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2504          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2505          * allocated bandwidth of the container.
2506          */
2507         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2508         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2509         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2510             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2511                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2512                 err = 0;
2513         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2514                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2515                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2516                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2517                 err = 0;
2518         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2519                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2520                 err = 0;
2521         }
2522         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2523
2524         return err;
2525 }
2526
2527 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2528
2529 /*
2530  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2531  *
2532  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2533  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2534  * on the runqueue and wakes it.
2535  */
2536 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2537 {
2538         struct rq_flags rf;
2539         struct rq *rq;
2540
2541         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2542         p->state = TASK_RUNNING;
2543 #ifdef CONFIG_SMP
2544         /*
2545          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2546          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2547          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2548          *
2549          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2550          * as we're not fully set-up yet.
2551          */
2552         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2553 #endif
2554         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2555         update_rq_clock(rq);
2556         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2557
2558         activate_task(rq, p, 0);
2559         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2560         trace_sched_wakeup_new(p);
2561         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2562 #ifdef CONFIG_SMP
2563         if (p->sched_class->task_woken) {
2564                 /*
2565                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2566                  * drop it.
2567                  */
2568                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2569                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2570                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2571         }
2572 #endif
2573         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2574 }
2575
2576 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2577
2578 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2579
2580 void preempt_notifier_inc(void)
2581 {
2582         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2583 }
2584 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2585
2586 void preempt_notifier_dec(void)
2587 {
2588         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2589 }
2590 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2591
2592 /**
2593  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2594  * @notifier: notifier struct to register
2595  */
2596 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2597 {
2598         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2599                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2600
2601         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2602 }
2603 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2604
2605 /**
2606  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2607  * @notifier: notifier struct to unregister
2608  *
2609  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2610  */
2611 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2612 {
2613         hlist_del(&notifier->link);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2616
2617 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2618 {
2619         struct preempt_notifier *notifier;
2620
2621         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2622                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2623 }
2624
2625 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2626 {
2627         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2628                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2629 }
2630
2631 static void
2632 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2633                                    struct task_struct *next)
2634 {
2635         struct preempt_notifier *notifier;
2636
2637         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2638                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2639 }
2640
2641 static __always_inline void
2642 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2643                                  struct task_struct *next)
2644 {
2645         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2646                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2647 }
2648
2649 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2650
2651 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2652 {
2653 }
2654
2655 static inline void
2656 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2657                                  struct task_struct *next)
2658 {
2659 }
2660
2661 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2662
2663 /**
2664  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2665  * @rq: the runqueue preparing to switch
2666  * @prev: the current task that is being switched out
2667  * @next: the task we are going to switch to.
2668  *
2669  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2670  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2671  * switch.
2672  *
2673  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2674  * hooks.
2675  */
2676 static inline void
2677 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2678                     struct task_struct *next)
2679 {
2680         sched_info_switch(rq, prev, next);
2681         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2682         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2683         prepare_lock_switch(rq, next);
2684         prepare_arch_switch(next);
2685 }
2686
2687 /**
2688  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2689  * @prev: the thread we just switched away from.
2690  *
2691  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2692  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2693  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2694  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2695  *
2696  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2697  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2698  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2699  * details.)
2700  *
2701  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2702  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2703  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2704  * because prev may have moved to another CPU.
2705  */
2706 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2707         __releases(rq->lock)
2708 {
2709         struct rq *rq = this_rq();
2710         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2711         long prev_state;
2712
2713         /*
2714          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2715          * because it left us after:
2716          *
2717          *      schedule()
2718          *        preempt_disable();                    // 1
2719          *        __schedule()
2720          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2721          *
2722          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2723          */
2724         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2725                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2726                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2727                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2728
2729         rq->prev_mm = NULL;
2730
2731         /*
2732          * A task struct has one reference for the use as "current".
2733          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2734          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2735          * the scheduled task must drop that reference.
2736          *
2737          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2738          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2739          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2740          * transition, resulting in a double drop.
2741          */
2742         prev_state = prev->state;
2743         vtime_task_switch(prev);
2744         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2745         finish_lock_switch(rq, prev);
2746         finish_arch_post_lock_switch();
2747
2748         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2749         if (mm)
2750                 mmdrop(mm);
2751         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2752                 if (prev->sched_class->task_dead)
2753                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2754
2755                 /*
2756                  * Remove function-return probe instances associated with this
2757                  * task and put them back on the free list.
2758                  */
2759                 kprobe_flush_task(prev);
2760
2761                 /* Task is done with its stack. */
2762                 put_task_stack(prev);
2763
2764                 put_task_struct(prev);
2765         }
2766
2767         tick_nohz_task_switch();
2768         return rq;
2769 }
2770
2771 #ifdef CONFIG_SMP
2772
2773 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2774 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2775 {
2776         struct callback_head *head, *next;
2777         void (*func)(struct rq *rq);
2778         unsigned long flags;
2779
2780         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2781         head = rq->balance_callback;
2782         rq->balance_callback = NULL;
2783         while (head) {
2784                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2785                 next = head->next;
2786                 head->next = NULL;
2787                 head = next;
2788
2789                 func(rq);
2790         }
2791         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2792 }
2793
2794 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2795 {
2796         if (unlikely(rq->balance_callback))
2797                 __balance_callback(rq);
2798 }
2799
2800 #else
2801
2802 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2803 {
2804 }
2805
2806 #endif
2807
2808 /**
2809  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2810  * @prev: the thread we just switched away from.
2811  */
2812 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2813         __releases(rq->lock)
2814 {
2815         struct rq *rq;
2816
2817         /*
2818          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2819          * finish_task_switch() for details.
2820          *
2821          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2822          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2823          * PREEMPT_COUNT kernels).
2824          */
2825
2826         rq = finish_task_switch(prev);
2827         balance_callback(rq);
2828         preempt_enable();
2829
2830         if (current->set_child_tid)
2831                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2836  */
2837 static __always_inline struct rq *
2838 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2839                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2840 {
2841         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2842
2843         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2844
2845         mm = next->mm;
2846         oldmm = prev->active_mm;
2847         /*
2848          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2849          * combine the page table reload and the switch backend into
2850          * one hypercall.
2851          */
2852         arch_start_context_switch(prev);
2853
2854         if (!mm) {
2855                 next->active_mm = oldmm;
2856                 mmgrab(oldmm);
2857                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2858         } else
2859                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2860
2861         if (!prev->mm) {
2862                 prev->active_mm = NULL;
2863                 rq->prev_mm = oldmm;
2864         }
2865
2866         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2867
2868         /*
2869          * Since the runqueue lock will be released by the next
2870          * task (which is an invalid locking op but in the case
2871          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2872          * do an early lockdep release here:
2873          */
2874         rq_unpin_lock(rq, rf);
2875         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2876
2877         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2878         switch_to(prev, next, prev);
2879         barrier();
2880
2881         return finish_task_switch(prev);
2882 }
2883
2884 /*
2885  * nr_running and nr_context_switches:
2886  *
2887  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2888  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2889  */
2890 unsigned long nr_running(void)
2891 {
2892         unsigned long i, sum = 0;
2893
2894         for_each_online_cpu(i)
2895                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2896
2897         return sum;
2898 }
2899
2900 /*
2901  * Check if only the current task is running on the CPU.
2902  *
2903  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2904  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2905  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2906  *
2907  * - from a non-preemptable section (of course)
2908  *
2909  * - from a thread that is bound to a single CPU
2910  *
2911  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2912  */
2913 bool single_task_running(void)
2914 {
2915         return raw_rq()->nr_running == 1;
2916 }
2917 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2918
2919 unsigned long long nr_context_switches(void)
2920 {
2921         int i;
2922         unsigned long long sum = 0;
2923
2924         for_each_possible_cpu(i)
2925                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2926
2927         return sum;
2928 }
2929
2930 /*
2931  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2932  *
2933  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2934  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2935  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2936  *
2937  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2938  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2939  * running and we'd not be idle.
2940  *
2941  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2942  * is broken.
2943  *
2944  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2945  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2946  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2947  * utilising both CPUs.
2948  *
2949  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2950  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2951  *
2952  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2953  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2954  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2955  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2956  *
2957  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2958  */
2959
2960 unsigned long nr_iowait(void)
2961 {
2962         unsigned long i, sum = 0;
2963
2964         for_each_possible_cpu(i)
2965                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2966
2967         return sum;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2972  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2973  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2974  * runnable.
2975  */
2976
2977 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2978 {
2979         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2980         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2981 }
2982
2983 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2984 {
2985         struct rq *rq = this_rq();
2986         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2987         *load = rq->load.weight;
2988 }
2989
2990 #ifdef CONFIG_SMP
2991
2992 /*
2993  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2994  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2995  */
2996 void sched_exec(void)
2997 {
2998         struct task_struct *p = current;
2999         unsigned long flags;
3000         int dest_cpu;
3001
3002         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3003         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3004         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3005                 goto unlock;
3006
3007         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3008                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3009
3010                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3011                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3012                 return;
3013         }
3014 unlock:
3015         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3016 }
3017
3018 #endif
3019
3020 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3021 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3022
3023 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3024 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3025
3026 /*
3027  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3028  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3029  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3030  * Prefetching this data results in improved performance.
3031  */
3032 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3033 {
3034 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3035         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3036 #else
3037         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3038 #endif
3039         prefetch(curr);
3040         prefetch(&curr->exec_start);
3041 }
3042
3043 /*
3044  * Return accounted runtime for the task.
3045  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3046  * pending runtime that have not been accounted yet.
3047  */
3048 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3049 {
3050         struct rq_flags rf;
3051         struct rq *rq;
3052         u64 ns;
3053
3054 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3055         /*
3056          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3057          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3058          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3059          *
3060          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3061          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3062          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3063          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3064          * been accounted, so we're correct here as well.
3065          */
3066         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3067                 return p->se.sum_exec_runtime;
3068 #endif
3069
3070         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3071         /*
3072          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3073          * project cycles that may never be accounted to this
3074          * thread, breaking clock_gettime().
3075          */
3076         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3077                 prefetch_curr_exec_start(p);
3078                 update_rq_clock(rq);
3079                 p->sched_class->update_curr(rq);
3080         }
3081         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3082         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3083
3084         return ns;
3085 }
3086
3087 /*
3088  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3089  * We call it with interrupts disabled.
3090  */
3091 void scheduler_tick(void)
3092 {
3093         int cpu = smp_processor_id();
3094         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3095         struct task_struct *curr = rq->curr;
3096
3097         sched_clock_tick();
3098
3099         raw_spin_lock(&rq->lock);
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         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3105
3106         perf_event_task_tick();
3107
3108 #ifdef CONFIG_SMP
3109         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3110         trigger_load_balance(rq);
3111 #endif
3112         rq_last_tick_reset(rq);
3113 }
3114
3115 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3116 /**
3117  * scheduler_tick_max_deferment
3118  *
3119  * Keep at least one tick per second when a single
3120  * active task is running because the scheduler doesn't
3121  * yet completely support full dynticks environment.
3122  *
3123  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3124  * balancing, etc... continue to move forward, even
3125  * with a very low granularity.
3126  *
3127  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3128  */
3129 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3130 {
3131         struct rq *rq = this_rq();
3132         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3133
3134         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3135
3136         if (time_before_eq(next, now))
3137                 return 0;
3138
3139         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3140 }
3141 #endif
3142
3143 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3144                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3145 /*
3146  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3147  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3148  */
3149 static inline void preempt_latency_start(int val)
3150 {
3151         if (preempt_count() == val) {
3152                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3153 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3154                 current->preempt_disable_ip = ip;
3155 #endif
3156                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3157         }
3158 }
3159
3160 void preempt_count_add(int val)
3161 {
3162 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3163         /*
3164          * Underflow?
3165          */
3166         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3167                 return;
3168 #endif
3169         __preempt_count_add(val);
3170 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3171         /*
3172          * Spinlock count overflowing soon?
3173          */
3174         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3175                                 PREEMPT_MASK - 10);
3176 #endif
3177         preempt_latency_start(val);
3178 }
3179 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3180 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3181
3182 /*
3183  * If the value passed in equals to the current preempt count
3184  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3185  */
3186 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3187 {
3188         if (preempt_count() == val)
3189                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3190 }
3191
3192 void preempt_count_sub(int val)
3193 {
3194 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3195         /*
3196          * Underflow?
3197          */
3198         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3199                 return;
3200         /*
3201          * Is the spinlock portion underflowing?
3202          */
3203         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3204                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3205                 return;
3206 #endif
3207
3208         preempt_latency_stop(val);
3209         __preempt_count_sub(val);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3212 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3213
3214 #else
3215 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3216 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3217 #endif
3218
3219 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3220 {
3221 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3222         return p->preempt_disable_ip;
3223 #else
3224         return 0;
3225 #endif
3226 }
3227
3228 /*
3229  * Print scheduling while atomic bug:
3230  */
3231 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3232 {
3233         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3234         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3235
3236         if (oops_in_progress)
3237                 return;
3238
3239         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3240                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3241
3242         debug_show_held_locks(prev);
3243         print_modules();
3244         if (irqs_disabled())
3245                 print_irqtrace_events(prev);
3246         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3247             && in_atomic_preempt_off()) {
3248                 pr_err("Preemption disabled at:");
3249                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3250                 pr_cont("\n");
3251         }
3252         if (panic_on_warn)
3253                 panic("scheduling while atomic\n");
3254
3255         dump_stack();
3256         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3257 }
3258
3259 /*
3260  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3261  */
3262 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3263 {
3264 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3265         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3266                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3267 #endif
3268
3269         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3270                 __schedule_bug(prev);
3271                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3272         }
3273         rcu_sleep_check();
3274
3275         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3276
3277         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3278 }
3279
3280 /*
3281  * Pick up the highest-prio task:
3282  */
3283 static inline struct task_struct *
3284 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3285 {
3286         const struct sched_class *class;
3287         struct task_struct *p;
3288
3289         /*
3290          * Optimization: we know that if all tasks are in
3291          * the fair class we can call that function directly:
3292          */
3293         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3294                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3295                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3296                         goto again;
3297
3298                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3299                 if (unlikely(!p))
3300                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3301
3302                 return p;
3303         }
3304
3305 again:
3306         for_each_class(class) {
3307                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3308                 if (p) {
3309                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3310                                 goto again;
3311                         return p;
3312                 }
3313         }
3314
3315         /* The idle class should always have a runnable task: */
3316         BUG();
3317 }
3318
3319 /*
3320  * __schedule() is the main scheduler function.
3321  *
3322  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3323  *
3324  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3325  *
3326  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3327  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3328  *
3329  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3330  *      interrupt handler scheduler_tick().
3331  *
3332  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3333  *      task to the run-queue and that's it.
3334  *
3335  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3336  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3337  *      called on the nearest possible occasion:
3338  *
3339  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3340  *
3341  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3342  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3343  *           spin_unlock()!)
3344  *
3345  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3346  *           preemptible context
3347  *
3348  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3349  *         then at the next:
3350  *
3351  *          - cond_resched() call
3352  *          - explicit schedule() call
3353  *          - return from syscall or exception to user-space
3354  *          - return from interrupt-handler to user-space
3355  *
3356  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3357  */
3358 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3359 {
3360         struct task_struct *prev, *next;
3361         unsigned long *switch_count;
3362         struct rq_flags rf;
3363         struct rq *rq;
3364         int cpu;
3365
3366         cpu = smp_processor_id();
3367         rq = cpu_rq(cpu);
3368         prev = rq->curr;
3369
3370         schedule_debug(prev);
3371
3372         if (sched_feat(HRTICK))
3373                 hrtick_clear(rq);
3374
3375         local_irq_disable();
3376         rcu_note_context_switch();
3377
3378         /*
3379          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3380          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3381          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3382          */
3383         smp_mb__before_spinlock();
3384         raw_spin_lock(&rq->lock);
3385         rq_pin_lock(rq, &rf);
3386
3387         /* Promote REQ to ACT */
3388         rq->clock_update_flags <<= 1;
3389
3390         switch_count = &prev->nivcsw;
3391         if (!preempt && prev->state) {
3392                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3393                         prev->state = TASK_RUNNING;
3394                 } else {
3395                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3396                         prev->on_rq = 0;
3397
3398                         if (prev->in_iowait) {
3399                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3400                                 delayacct_blkio_start();
3401                         }
3402
3403                         /*
3404                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3405                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3406                          * concurrency.
3407                          */
3408                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3409                                 struct task_struct *to_wakeup;
3410
3411                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3412                                 if (to_wakeup)
3413                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3414                         }
3415                 }
3416                 switch_count = &prev->nvcsw;
3417         }
3418
3419         if (task_on_rq_queued(prev))
3420                 update_rq_clock(rq);
3421
3422         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3423         clear_tsk_need_resched(prev);
3424         clear_preempt_need_resched();
3425
3426         if (likely(prev != next)) {
3427                 rq->nr_switches++;
3428                 rq->curr = next;
3429                 ++*switch_count;
3430
3431                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3432
3433                 /* Also unlocks the rq: */
3434                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3435         } else {
3436                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3437                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3438                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3439         }
3440
3441         balance_callback(rq);
3442 }
3443
3444 void __noreturn do_task_dead(void)
3445 {
3446         /*
3447          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3448          * when the following two conditions become true.
3449          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3450          *     exit_mm()), and
3451          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3452          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3453          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3454          *
3455          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3456          * is held by try_to_wake_up()
3457          */
3458         smp_mb();
3459         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3460
3461         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3462         __set_current_state(TASK_DEAD);
3463
3464         /* Tell freezer to ignore us: */
3465         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3466
3467         __schedule(false);
3468         BUG();
3469
3470         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3471         for (;;)
3472                 cpu_relax();
3473 }
3474
3475 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3476 {
3477         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3478                 return;
3479         /*
3480          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3481          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3482          */
3483         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3484                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3485 }
3486
3487 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3488 {
3489         struct task_struct *tsk = current;
3490
3491         sched_submit_work(tsk);
3492         do {
3493                 preempt_disable();
3494                 __schedule(false);
3495                 sched_preempt_enable_no_resched();
3496         } while (need_resched());
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3499
3500 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3501 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3502 {
3503         /*
3504          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3505          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3506          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3507          * we find a better solution.
3508          *
3509          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3510          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3511          * too frequently to make sense yet.
3512          */
3513         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3514         schedule();
3515         exception_exit(prev_state);
3516 }
3517 #endif
3518
3519 /**
3520  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3521  *
3522  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3523  */
3524 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3525 {
3526         sched_preempt_enable_no_resched();
3527         schedule();
3528         preempt_disable();
3529 }
3530
3531 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3532 {
3533         do {
3534                 /*
3535                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3536                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3537                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3538                  * by the function tracer will call this function again and
3539                  * cause infinite recursion.
3540                  *
3541                  * Preemption must be disabled here before the function
3542                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3543                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3544                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3545                  * which can also be traced by the function tracer.
3546                  */
3547                 preempt_disable_notrace();
3548                 preempt_latency_start(1);
3549                 __schedule(true);
3550                 preempt_latency_stop(1);
3551                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3552
3553                 /*
3554                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3555                  * between schedule and now.
3556                  */
3557         } while (need_resched());
3558 }
3559
3560 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3561 /*
3562  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3563  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3564  * occur there and call schedule directly.
3565  */
3566 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3567 {
3568         /*
3569          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3570          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3571          */
3572         if (likely(!preemptible()))
3573                 return;
3574
3575         preempt_schedule_common();
3576 }
3577 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3578 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3579
3580 /**
3581  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3582  *
3583  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3584  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3585  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3586  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3587  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3588  * to be called when the system is still in usermode.
3589  *
3590  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3591  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3592  * calling the scheduler.
3593  */
3594 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3595 {
3596         enum ctx_state prev_ctx;
3597
3598         if (likely(!preemptible()))
3599                 return;
3600
3601         do {
3602                 /*
3603                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3604                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3605                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3606                  * by the function tracer will call this function again and
3607                  * cause infinite recursion.
3608                  *
3609                  * Preemption must be disabled here before the function
3610                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3611                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3612                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3613                  * which can also be traced by the function tracer.
3614                  */
3615                 preempt_disable_notrace();
3616                 preempt_latency_start(1);
3617                 /*
3618                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3619                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3620                  * an infinite recursion.
3621                  */
3622                 prev_ctx = exception_enter();
3623                 __schedule(true);
3624                 exception_exit(prev_ctx);
3625
3626                 preempt_latency_stop(1);
3627                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3628         } while (need_resched());
3629 }
3630 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3631
3632 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3633
3634 /*
3635  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3636  * off of irq context.
3637  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3638  * protect us against recursive calling from irq.
3639  */
3640 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3641 {
3642         enum ctx_state prev_state;
3643
3644         /* Catch callers which need to be fixed */
3645         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3646
3647         prev_state = exception_enter();
3648
3649         do {
3650                 preempt_disable();
3651                 local_irq_enable();
3652                 __schedule(true);
3653                 local_irq_disable();
3654                 sched_preempt_enable_no_resched();
3655         } while (need_resched());
3656
3657         exception_exit(prev_state);
3658 }
3659
3660 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3661                           void *key)
3662 {
3663         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3664 }
3665 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3666
3667 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3668
3669 /*
3670  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3671  * @p: task
3672  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3673  *
3674  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3675  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3676  *
3677  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3678  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3679  */
3680 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3681 {
3682         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3683         const struct sched_class *prev_class;
3684         struct rq_flags rf;
3685         struct rq *rq;
3686
3687         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3688
3689         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3690         update_rq_clock(rq);
3691
3692         /*
3693          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3694          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3695          *
3696          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3697          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3698          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3699          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3700          * with interrupts disabled and will complete the lock
3701          * protected section without being interrupted. So there is no
3702          * real need to boost.
3703          */
3704         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3705                 WARN_ON(p != rq->curr);
3706                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3707                 goto out_unlock;
3708         }
3709
3710         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3711         oldprio = p->prio;
3712
3713         if (oldprio == prio)
3714                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3715
3716         prev_class = p->sched_class;
3717         queued = task_on_rq_queued(p);
3718         running = task_current(rq, p);
3719         if (queued)
3720                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3721         if (running)
3722                 put_prev_task(rq, p);
3723
3724         /*
3725          * Boosting condition are:
3726          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3727          *      --> -dl task blocks on mutex A
3728          *
3729          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3730          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3731          *          running task
3732          */
3733         if (dl_prio(prio)) {
3734                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3735                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3736                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3737                         p->dl.dl_boosted = 1;
3738                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3739                 } else
3740                         p->dl.dl_boosted = 0;
3741                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3742         } else if (rt_prio(prio)) {
3743                 if (dl_prio(oldprio))
3744                         p->dl.dl_boosted = 0;
3745                 if (oldprio < prio)
3746                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3747                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3748         } else {
3749                 if (dl_prio(oldprio))
3750                         p->dl.dl_boosted = 0;
3751                 if (rt_prio(oldprio))
3752                         p->rt.timeout = 0;
3753                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3754         }
3755
3756         p->prio = prio;
3757
3758         if (queued)
3759                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3760         if (running)
3761                 set_curr_task(rq, p);
3762
3763         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3764 out_unlock:
3765         /* Avoid rq from going away on us: */
3766         preempt_disable();
3767         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3768
3769         balance_callback(rq);
3770         preempt_enable();
3771 }
3772 #endif
3773
3774 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3775 {
3776         bool queued, running;
3777         int old_prio, delta;
3778         struct rq_flags rf;
3779         struct rq *rq;
3780
3781         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3782                 return;
3783         /*
3784          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3785          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3786          */
3787         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3788         update_rq_clock(rq);
3789
3790         /*
3791          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3792          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3793          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3794          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3795          */
3796         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3797                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3798                 goto out_unlock;
3799         }
3800         queued = task_on_rq_queued(p);
3801         running = task_current(rq, p);
3802         if (queued)
3803                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3804         if (running)
3805                 put_prev_task(rq, p);
3806
3807         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3808         set_load_weight(p);
3809         old_prio = p->prio;
3810         p->prio = effective_prio(p);
3811         delta = p->prio - old_prio;
3812
3813         if (queued) {
3814                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3815                 /*
3816                  * If the task increased its priority or is running and
3817                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3818                  */
3819                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3820                         resched_curr(rq);
3821         }
3822         if (running)
3823                 set_curr_task(rq, p);
3824 out_unlock:
3825         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3826 }
3827 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3828
3829 /*
3830  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3831  * @p: task
3832  * @nice: nice value
3833  */
3834 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3835 {
3836         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3837         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3838
3839         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3840                 capable(CAP_SYS_NICE));
3841 }
3842
3843 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3844
3845 /*
3846  * sys_nice - change the priority of the current process.
3847  * @increment: priority increment
3848  *
3849  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3850  * does similar things.
3851  */
3852 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3853 {
3854         long nice, retval;
3855
3856         /*
3857          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3858          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3859          * and we have a single winner.
3860          */
3861         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3862         nice = task_nice(current) + increment;
3863
3864         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3865         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3866                 return -EPERM;
3867
3868         retval = security_task_setnice(current, nice);
3869         if (retval)
3870                 return retval;
3871
3872         set_user_nice(current, nice);
3873         return 0;
3874 }
3875
3876 #endif
3877
3878 /**
3879  * task_prio - return the priority value of a given task.
3880  * @p: the task in question.
3881  *
3882  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3883  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3884  * around 0, value goes from -16 to +15.
3885  */
3886 int task_prio(const struct task_struct *p)
3887 {
3888         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3889 }
3890
3891 /**
3892  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
3893  * @cpu: the processor in question.
3894  *
3895  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3896  */
3897 int idle_cpu(int cpu)
3898 {
3899         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3900
3901         if (rq->curr != rq->idle)
3902                 return 0;
3903
3904         if (rq->nr_running)
3905                 return 0;
3906
3907 #ifdef CONFIG_SMP
3908         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3909                 return 0;
3910 #endif
3911
3912         return 1;
3913 }
3914
3915 /**
3916  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
3917  * @cpu: the processor in question.
3918  *
3919  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
3920  */
3921 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3922 {
3923         return cpu_rq(cpu)->idle;
3924 }
3925
3926 /**
3927  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3928  * @pid: the pid in question.
3929  *
3930  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3931  */
3932 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3933 {
3934         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3935 }
3936
3937 /*
3938  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3939  * SCHED_DEADLINE task.
3940  *
3941  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3942  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3943  * for the first time with its new policy.
3944  */
3945 static void
3946 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3947 {
3948         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3949
3950         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3951         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3952         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3953         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3954         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3955
3956         /*
3957          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3958          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3959          *
3960          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3961          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3962          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3963          * amount.
3964          *
3965          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3966          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3967          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3968          * before the current scheduling deadline.
3969          *
3970          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3971          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3972          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3973          * consume more than promised.
3974          */
3975 }
3976
3977 /*
3978  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3979  * it calls know not to change it.
3980  */
3981 #define SETPARAM_POLICY -1
3982
3983 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3984                 const struct sched_attr *attr)
3985 {
3986         int policy = attr->sched_policy;
3987
3988         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3989                 policy = p->policy;
3990
3991         p->policy = policy;
3992
3993         if (dl_policy(policy))
3994                 __setparam_dl(p, attr);
3995         else if (fair_policy(policy))
3996                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3997
3998         /*
3999          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4000          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4001          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4002          */
4003         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4004         p->normal_prio = normal_prio(p);
4005         set_load_weight(p);
4006 }
4007
4008 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4009 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4010                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4011 {
4012         __setscheduler_params(p, attr);
4013
4014         /*
4015          * Keep a potential priority boosting if called from
4016          * sched_setscheduler().
4017          */
4018         if (keep_boost)
4019                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
4020         else
4021                 p->prio = normal_prio(p);
4022
4023         if (dl_prio(p->prio))
4024                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4025         else if (rt_prio(p->prio))
4026                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4027         else
4028                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4029 }
4030
4031 static void
4032 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
4033 {
4034         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4035
4036         attr->sched_priority = p->rt_priority;
4037         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
4038         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
4039         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
4040         attr->sched_flags = dl_se->flags;
4041 }
4042
4043 /*
4044  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
4045  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
4046  * than the runtime, as well as the period of being zero or
4047  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
4048  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
4049  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
4050  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
4051  * sched_period, as the latter can be zero).
4052  */
4053 static bool
4054 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
4055 {
4056         /* deadline != 0 */
4057         if (attr->sched_deadline == 0)
4058                 return false;
4059
4060         /*
4061          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4062          * that big.
4063          */
4064         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4065                 return false;
4066
4067         /*
4068          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4069          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4070          */
4071         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4072             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4073                 return false;
4074
4075         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4076         if ((attr->sched_period != 0 &&
4077              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4078             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4079                 return false;
4080
4081         return true;
4082 }
4083
4084 /*
4085  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4086  */
4087 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4088 {
4089         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4090         bool match;
4091
4092         rcu_read_lock();
4093         pcred = __task_cred(p);
4094         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4095                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4096         rcu_read_unlock();
4097         return match;
4098 }
4099
4100 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4101 {
4102         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4103
4104         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4105                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4106                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4107                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4108                 return true;
4109
4110         return false;
4111 }
4112
4113 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4114                                 const struct sched_attr *attr,
4115                                 bool user, bool pi)
4116 {
4117         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4118                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4119         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4120         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4121         const struct sched_class *prev_class;
4122         struct rq_flags rf;
4123         int reset_on_fork;
4124         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4125         struct rq *rq;
4126
4127         /* May grab non-irq protected spin_locks: */
4128         BUG_ON(in_interrupt());
4129 recheck:
4130         /* Double check policy once rq lock held: */
4131         if (policy < 0) {
4132                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4133                 policy = oldpolicy = p->policy;
4134         } else {
4135                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4136
4137                 if (!valid_policy(policy))
4138                         return -EINVAL;
4139         }
4140
4141         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4142                 return -EINVAL;
4143
4144         /*
4145          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4146          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4147          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4148          */
4149         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4150             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4151                 return -EINVAL;
4152         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4153             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4154                 return -EINVAL;
4155
4156         /*
4157          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4158          */
4159         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4160                 if (fair_policy(policy)) {
4161                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4162                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4163                                 return -EPERM;
4164                 }
4165
4166                 if (rt_policy(policy)) {
4167                         unsigned long rlim_rtprio =
4168                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4169
4170                         /* Can't set/change the rt policy: */
4171                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4172                                 return -EPERM;
4173
4174                         /* Can't increase priority: */
4175                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4176                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4177                                 return -EPERM;
4178                 }
4179
4180                  /*
4181                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4182                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4183                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4184                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4185                   */
4186                 if (dl_policy(policy))
4187                         return -EPERM;
4188
4189                 /*
4190                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4191                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4192                  */
4193                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4194                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4195                                 return -EPERM;
4196                 }
4197
4198                 /* Can't change other user's priorities: */
4199                 if (!check_same_owner(p))
4200                         return -EPERM;
4201
4202                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4203                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4204                         return -EPERM;
4205         }
4206
4207         if (user) {
4208                 retval = security_task_setscheduler(p);
4209                 if (retval)
4210                         return retval;
4211         }
4212
4213         /*
4214          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4215          * changing the priority of the task:
4216          *
4217          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4218          * runqueue lock must be held.
4219          */
4220         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4221         update_rq_clock(rq);
4222
4223         /*
4224          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4225          */
4226         if (p == rq->stop) {
4227                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4228                 return -EINVAL;
4229         }
4230
4231         /*
4232          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4233          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4234          */
4235         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4236                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4237                         goto change;
4238                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4239                         goto change;
4240                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4241                         goto change;
4242
4243                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4244                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4245                 return 0;
4246         }
4247 change:
4248
4249         if (user) {
4250 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4251                 /*
4252                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4253                  * assigned.
4254                  */
4255                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4256                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4257                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4258                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4259                         return -EPERM;
4260                 }
4261 #endif
4262 #ifdef CONFIG_SMP
4263                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4264                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4265
4266                         /*
4267                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4268                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4269                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4270                          */
4271                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4272                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4273                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4274                                 return -EPERM;
4275                         }
4276                 }
4277 #endif
4278         }
4279
4280         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4281         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4282                 policy = oldpolicy = -1;
4283                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4284                 goto recheck;
4285         }
4286
4287         /*
4288          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4289          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4290          * is available.
4291          */
4292         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4293                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4294                 return -EBUSY;
4295         }
4296
4297         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4298         oldprio = p->prio;
4299
4300         if (pi) {
4301                 /*
4302                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4303                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4304                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4305                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4306                  * itself.
4307                  */
4308                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4309                 if (new_effective_prio == oldprio)
4310                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4311         }
4312
4313         queued = task_on_rq_queued(p);
4314         running = task_current(rq, p);
4315         if (queued)
4316                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4317         if (running)
4318                 put_prev_task(rq, p);
4319
4320         prev_class = p->sched_class;
4321         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4322
4323         if (queued) {
4324                 /*
4325                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4326                  * increased (user space view).
4327                  */
4328                 if (oldprio < p->prio)
4329                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4330
4331                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4332         }
4333         if (running)
4334                 set_curr_task(rq, p);
4335
4336         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4337
4338         /* Avoid rq from going away on us: */
4339         preempt_disable();
4340         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4341
4342         if (pi)
4343                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4344
4345         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4346         balance_callback(rq);
4347         preempt_enable();
4348
4349         return 0;
4350 }
4351
4352 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4353                                const struct sched_param *param, bool check)
4354 {
4355         struct sched_attr attr = {
4356                 .sched_policy   = policy,
4357                 .sched_priority = param->sched_priority,
4358                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4359         };
4360
4361         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4362         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4363                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4364                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4365                 attr.sched_policy = policy;
4366         }
4367
4368         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4369 }
4370 /**
4371  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4372  * @p: the task in question.
4373  * @policy: new policy.
4374  * @param: structure containing the new RT priority.
4375  *
4376  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4377  *
4378  * NOTE that the task may be already dead.
4379  */
4380 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4381                        const struct sched_param *param)
4382 {
4383         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4384 }
4385 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4386
4387 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4388 {
4389         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4390 }
4391 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4392
4393 /**
4394  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4395  * @p: the task in question.
4396  * @policy: new policy.
4397  * @param: structure containing the new RT priority.
4398  *
4399  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4400  * current context has permission.  For example, this is needed in
4401  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4402  * but our caller might not have that capability.
4403  *
4404  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4405  */
4406 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4407                                const struct sched_param *param)
4408 {
4409         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4410 }
4411 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4412
4413 static int
4414 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4415 {
4416         struct sched_param lparam;
4417         struct task_struct *p;
4418         int retval;
4419
4420         if (!param || pid < 0)
4421                 return -EINVAL;
4422         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4423                 return -EFAULT;
4424
4425         rcu_read_lock();
4426         retval = -ESRCH;
4427         p = find_process_by_pid(pid);
4428         if (p != NULL)
4429                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4430         rcu_read_unlock();
4431
4432         return retval;
4433 }
4434
4435 /*
4436  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4437  */
4438 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4439 {
4440         u32 size;
4441         int ret;
4442
4443         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4444                 return -EFAULT;
4445
4446         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4447         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4448
4449         ret = get_user(size, &uattr->size);
4450         if (ret)
4451                 return ret;
4452
4453         /* Bail out on silly large: */
4454         if (size > PAGE_SIZE)
4455                 goto err_size;
4456
4457         /* ABI compatibility quirk: */
4458         if (!size)
4459                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4460
4461         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4462                 goto err_size;
4463
4464         /*
4465          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4466          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4467          * user-space does not rely on any kernel feature
4468          * extensions we dont know about yet.
4469          */
4470         if (size > sizeof(*attr)) {
4471                 unsigned char __user *addr;
4472                 unsigned char __user *end;
4473                 unsigned char val;
4474
4475                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4476                 end  = (void __user *)uattr + size;
4477
4478                 for (; addr < end; addr++) {
4479                         ret = get_user(val, addr);
4480                         if (ret)
4481                                 return ret;
4482                         if (val)
4483                                 goto err_size;
4484                 }
4485                 size = sizeof(*attr);
4486         }
4487
4488         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4489         if (ret)
4490                 return -EFAULT;
4491
4492         /*
4493          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4494          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4495          */
4496         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4497
4498         return 0;
4499
4500 err_size:
4501         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4502         return -E2BIG;
4503 }
4504
4505 /**
4506  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4507  * @pid: the pid in question.
4508  * @policy: new policy.
4509  * @param: structure containing the new RT priority.
4510  *
4511  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4512  */
4513 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4514 {
4515         if (policy < 0)
4516                 return -EINVAL;
4517
4518         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4519 }
4520
4521 /**
4522  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4523  * @pid: the pid in question.
4524  * @param: structure containing the new RT priority.
4525  *
4526  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4527  */
4528 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4529 {
4530         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4531 }
4532
4533 /**
4534  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4535  * @pid: the pid in question.
4536  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4537  * @flags: for future extension.
4538  */
4539 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4540                                unsigned int, flags)
4541 {
4542         struct sched_attr attr;
4543         struct task_struct *p;
4544         int retval;
4545
4546         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4547                 return -EINVAL;
4548
4549         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4550         if (retval)
4551                 return retval;
4552
4553         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4554                 return -EINVAL;
4555
4556         rcu_read_lock();
4557         retval = -ESRCH;
4558         p = find_process_by_pid(pid);
4559         if (p != NULL)
4560                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4561         rcu_read_unlock();
4562
4563         return retval;
4564 }
4565
4566 /**
4567  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4568  * @pid: the pid in question.
4569  *
4570  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4571  * code.
4572  */
4573 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4574 {
4575         struct task_struct *p;
4576         int retval;
4577
4578         if (pid < 0)
4579                 return -EINVAL;
4580
4581         retval = -ESRCH;
4582         rcu_read_lock();
4583         p = find_process_by_pid(pid);
4584         if (p) {
4585                 retval = security_task_getscheduler(p);
4586                 if (!retval)
4587                         retval = p->policy
4588                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4589         }
4590         rcu_read_unlock();
4591         return retval;
4592 }
4593
4594 /**
4595  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4596  * @pid: the pid in question.
4597  * @param: structure containing the RT priority.
4598  *
4599  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4600  * code.
4601  */
4602 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4603 {
4604         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4605         struct task_struct *p;
4606         int retval;
4607
4608         if (!param || pid < 0)
4609                 return -EINVAL;
4610
4611         rcu_read_lock();
4612         p = find_process_by_pid(pid);
4613         retval = -ESRCH;
4614         if (!p)
4615                 goto out_unlock;
4616
4617         retval = security_task_getscheduler(p);
4618         if (retval)
4619                 goto out_unlock;
4620
4621         if (task_has_rt_policy(p))
4622                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4623         rcu_read_unlock();
4624
4625         /*
4626          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4627          */
4628         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4629
4630         return retval;
4631
4632 out_unlock:
4633         rcu_read_unlock();
4634         return retval;
4635 }
4636
4637 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4638                            struct sched_attr *attr,
4639                            unsigned int usize)
4640 {
4641         int ret;
4642
4643         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4644                 return -EFAULT;
4645
4646         /*
4647          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4648          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4649          * user-space does not get uncomplete information.
4650          */
4651         if (usize < sizeof(*attr)) {
4652                 unsigned char *addr;
4653                 unsigned char *end;
4654
4655                 addr = (void *)attr + usize;
4656                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4657
4658                 for (; addr < end; addr++) {
4659                         if (*addr)
4660                                 return -EFBIG;
4661                 }
4662
4663                 attr->size = usize;
4664         }
4665
4666         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4667         if (ret)
4668                 return -EFAULT;
4669
4670         return 0;
4671 }
4672
4673 /**
4674  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4675  * @pid: the pid in question.
4676  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4677  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4678  * @flags: for future extension.
4679  */
4680 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4681                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4682 {
4683         struct sched_attr attr = {
4684                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4685         };
4686         struct task_struct *p;
4687         int retval;
4688
4689         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4690             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4691                 return -EINVAL;
4692
4693         rcu_read_lock();
4694         p = find_process_by_pid(pid);
4695         retval = -ESRCH;
4696         if (!p)
4697                 goto out_unlock;
4698
4699         retval = security_task_getscheduler(p);
4700         if (retval)
4701                 goto out_unlock;
4702
4703         attr.sched_policy = p->policy;
4704         if (p->sched_reset_on_fork)
4705                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4706         if (task_has_dl_policy(p))
4707                 __getparam_dl(p, &attr);
4708         else if (task_has_rt_policy(p))
4709                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4710         else
4711                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4712
4713         rcu_read_unlock();
4714
4715         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4716         return retval;
4717
4718 out_unlock:
4719         rcu_read_unlock();
4720         return retval;
4721 }
4722
4723 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4724 {
4725         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4726         struct task_struct *p;
4727         int retval;
4728
4729         rcu_read_lock();
4730
4731         p = find_process_by_pid(pid);
4732         if (!p) {
4733                 rcu_read_unlock();
4734                 return -ESRCH;
4735         }
4736
4737         /* Prevent p going away */
4738         get_task_struct(p);
4739         rcu_read_unlock();
4740
4741         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4742                 retval = -EINVAL;
4743                 goto out_put_task;
4744         }
4745         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4746                 retval = -ENOMEM;
4747                 goto out_put_task;
4748         }
4749         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4750                 retval = -ENOMEM;
4751                 goto out_free_cpus_allowed;
4752         }
4753         retval = -EPERM;
4754         if (!check_same_owner(p)) {
4755                 rcu_read_lock();
4756                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4757                         rcu_read_unlock();
4758                         goto out_free_new_mask;
4759                 }
4760                 rcu_read_unlock();
4761         }
4762
4763         retval = security_task_setscheduler(p);
4764         if (retval)
4765                 goto out_free_new_mask;
4766
4767
4768         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4769         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4770
4771         /*
4772          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4773          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4774          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4775          * root_domain.
4776          */
4777 #ifdef CONFIG_SMP
4778         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4779                 rcu_read_lock();
4780                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4781                         retval = -EBUSY;
4782                         rcu_read_unlock();
4783                         goto out_free_new_mask;
4784                 }
4785                 rcu_read_unlock();
4786         }
4787 #endif
4788 again:
4789         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4790
4791         if (!retval) {
4792                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4793                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4794                         /*
4795                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4796                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4797                          * cpuset's cpus_allowed
4798                          */
4799                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4800                         goto again;
4801                 }
4802         }
4803 out_free_new_mask:
4804         free_cpumask_var(new_mask);
4805 out_free_cpus_allowed:
4806         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4807 out_put_task:
4808         put_task_struct(p);
4809         return retval;
4810 }
4811
4812 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4813                              struct cpumask *new_mask)
4814 {
4815         if (len < cpumask_size())
4816                 cpumask_clear(new_mask);
4817         else if (len > cpumask_size())
4818                 len = cpumask_size();
4819
4820         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4821 }
4822
4823 /**
4824  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4825  * @pid: pid of the process
4826  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4827  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4828  *
4829  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4830  */
4831 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4832                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4833 {
4834         cpumask_var_t new_mask;
4835         int retval;
4836
4837         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4838                 return -ENOMEM;
4839
4840         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4841         if (retval == 0)
4842                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4843         free_cpumask_var(new_mask);
4844         return retval;
4845 }
4846
4847 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4848 {
4849         struct task_struct *p;
4850         unsigned long flags;
4851         int retval;
4852
4853         rcu_read_lock();
4854
4855         retval = -ESRCH;
4856         p = find_process_by_pid(pid);
4857         if (!p)
4858                 goto out_unlock;
4859
4860         retval = security_task_getscheduler(p);
4861         if (retval)
4862                 goto out_unlock;
4863
4864         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4865         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4866         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4867
4868 out_unlock:
4869         rcu_read_unlock();
4870
4871         return retval;
4872 }
4873
4874 /**
4875  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4876  * @pid: pid of the process
4877  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4878  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4879  *
4880  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4881  * error code otherwise.
4882  */
4883 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4884                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4885 {
4886         int ret;
4887         cpumask_var_t mask;
4888
4889         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4890                 return -EINVAL;
4891         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4892                 return -EINVAL;
4893
4894         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4895                 return -ENOMEM;
4896
4897         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4898         if (ret == 0) {
4899                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4900
4901                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4902                         ret = -EFAULT;
4903                 else
4904                         ret = retlen;
4905         }
4906         free_cpumask_var(mask);
4907
4908         return ret;
4909 }
4910
4911 /**
4912  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4913  *
4914  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4915  * other threads running on this CPU then this function will return.
4916  *
4917  * Return: 0.
4918  */
4919 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4920 {
4921         struct rq *rq = this_rq_lock();
4922
4923         schedstat_inc(rq->yld_count);
4924         current->sched_class->yield_task(rq);
4925
4926         /*
4927          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4928          * no need to preempt or enable interrupts:
4929          */
4930         __release(rq->lock);
4931         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4932         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4933         sched_preempt_enable_no_resched();
4934
4935         schedule();
4936
4937         return 0;
4938 }
4939
4940 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4941 int __sched _cond_resched(void)
4942 {
4943         if (should_resched(0)) {
4944                 preempt_schedule_common();
4945                 return 1;
4946         }
4947         return 0;
4948 }
4949 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4950 #endif
4951
4952 /*
4953  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4954  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4955  *
4956  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4957  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4958  * spin_unlock(), once by hand).
4959  */
4960 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4961 {
4962         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4963         int ret = 0;
4964
4965         lockdep_assert_held(lock);
4966
4967         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4968                 spin_unlock(lock);
4969                 if (resched)
4970                         preempt_schedule_common();
4971                 else
4972                         cpu_relax();
4973                 ret = 1;
4974                 spin_lock(lock);
4975         }
4976         return ret;
4977 }
4978 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4979
4980 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4981 {
4982         BUG_ON(!in_softirq());
4983
4984         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4985                 local_bh_enable();
4986                 preempt_schedule_common();
4987                 local_bh_disable();
4988                 return 1;
4989         }
4990         return 0;
4991 }
4992 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4993
4994 /**
4995  * yield - yield the current processor to other threads.
4996  *
4997  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4998  *
4999  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5000  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5001  * it, its already broken.
5002  *
5003  * Typical broken usage is:
5004  *
5005  * while (!event)
5006  *      yield();
5007  *
5008  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5009  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5010  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5011  *
5012  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5013  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5014  * If you still want to use yield(), do not!
5015  */
5016 void __sched yield(void)
5017 {
5018         set_current_state(TASK_RUNNING);
5019         sys_sched_yield();
5020 }
5021 EXPORT_SYMBOL(yield);
5022
5023 /**
5024  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5025  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5026  * processor it's on.
5027  * @p: target task
5028  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5029  *
5030  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5031  * can't go away on us before we can do any checks.
5032  *
5033  * Return:
5034  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5035  *      false (0) if we failed to boost the target.
5036  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5037  */
5038 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5039 {
5040         struct task_struct *curr = current;
5041         struct rq *rq, *p_rq;
5042         unsigned long flags;
5043         int yielded = 0;
5044
5045         local_irq_save(flags);
5046         rq = this_rq();
5047
5048 again:
5049         p_rq = task_rq(p);
5050         /*
5051          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5052          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5053          */
5054         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5055                 yielded = -ESRCH;
5056                 goto out_irq;
5057         }
5058
5059         double_rq_lock(rq, p_rq);
5060         if (task_rq(p) != p_rq) {
5061                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5062                 goto again;
5063         }
5064
5065         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5066                 goto out_unlock;
5067
5068         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5069                 goto out_unlock;
5070
5071         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5072                 goto out_unlock;
5073
5074         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5075         if (yielded) {
5076                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5077                 /*
5078                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5079                  * fairness.
5080                  */
5081                 if (preempt && rq != p_rq)
5082                         resched_curr(p_rq);
5083         }
5084
5085 out_unlock:
5086         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5087 out_irq:
5088         local_irq_restore(flags);
5089
5090         if (yielded > 0)
5091                 schedule();
5092
5093         return yielded;
5094 }
5095 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5096
5097 int io_schedule_prepare(void)
5098 {
5099         int old_iowait = current->in_iowait;
5100
5101         current->in_iowait = 1;
5102         blk_schedule_flush_plug(current);
5103
5104         return old_iowait;
5105 }
5106
5107 void io_schedule_finish(int token)
5108 {
5109         current->in_iowait = token;
5110 }
5111
5112 /*
5113  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5114  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5115  */
5116 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5117 {
5118         int token;
5119         long ret;
5120
5121         token = io_schedule_prepare();
5122         ret = schedule_timeout(timeout);
5123         io_schedule_finish(token);
5124
5125         return ret;
5126 }
5127 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5128
5129 void io_schedule(void)
5130 {
5131         int token;
5132
5133         token = io_schedule_prepare();
5134         schedule();
5135         io_schedule_finish(token);
5136 }
5137 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5138
5139 /**
5140  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5141  * @policy: scheduling class.
5142  *
5143  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5144  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5145  * On failure, a negative error code is returned.
5146  */
5147 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5148 {
5149         int ret = -EINVAL;
5150
5151         switch (policy) {
5152         case SCHED_FIFO:
5153         case SCHED_RR:
5154                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5155                 break;
5156         case SCHED_DEADLINE:
5157         case SCHED_NORMAL:
5158         case SCHED_BATCH:
5159         case SCHED_IDLE:
5160                 ret = 0;
5161                 break;
5162         }
5163         return ret;
5164 }
5165
5166 /**
5167  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5168  * @policy: scheduling class.
5169  *
5170  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5171  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5172  * On failure, a negative error code is returned.
5173  */
5174 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5175 {
5176         int ret = -EINVAL;
5177
5178         switch (policy) {
5179         case SCHED_FIFO:
5180         case SCHED_RR:
5181                 ret = 1;
5182                 break;
5183         case SCHED_DEADLINE:
5184         case SCHED_NORMAL:
5185         case SCHED_BATCH:
5186         case SCHED_IDLE:
5187                 ret = 0;
5188         }
5189         return ret;
5190 }
5191
5192 /**
5193  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5194  * @pid: pid of the process.
5195  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5196  *
5197  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5198  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5199  *
5200  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5201  * an error code.
5202  */
5203 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5204                 struct timespec __user *, interval)
5205 {
5206         struct task_struct *p;
5207         unsigned int time_slice;
5208         struct rq_flags rf;
5209         struct timespec t;
5210         struct rq *rq;
5211         int retval;
5212
5213         if (pid < 0)
5214                 return -EINVAL;
5215
5216         retval = -ESRCH;
5217         rcu_read_lock();
5218         p = find_process_by_pid(pid);
5219         if (!p)
5220                 goto out_unlock;
5221
5222         retval = security_task_getscheduler(p);
5223         if (retval)
5224                 goto out_unlock;
5225
5226         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5227         time_slice = 0;
5228         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5229                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5230         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5231
5232         rcu_read_unlock();
5233         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5234         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5235         return retval;
5236
5237 out_unlock:
5238         rcu_read_unlock();
5239         return retval;
5240 }
5241
5242 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5243
5244 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5245 {
5246         unsigned long free = 0;
5247         int ppid;
5248         unsigned long state = p->state;
5249
5250         /* Make sure the string lines up properly with the number of task states: */
5251         BUILD_BUG_ON(sizeof(TASK_STATE_TO_CHAR_STR)-1 != ilog2(TASK_STATE_MAX)+1);
5252
5253         if (!try_get_task_stack(p))
5254                 return;
5255         if (state)
5256                 state = __ffs(state) + 1;
5257         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5258                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5259         if (state == TASK_RUNNING)
5260                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5261 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5262         free = stack_not_used(p);
5263 #endif
5264         ppid = 0;
5265         rcu_read_lock();
5266         if (pid_alive(p))
5267                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5268         rcu_read_unlock();
5269         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5270                 task_pid_nr(p), ppid,
5271                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5272
5273         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5274         show_stack(p, NULL);
5275         put_task_stack(p);
5276 }
5277
5278 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5279 {
5280         struct task_struct *g, *p;
5281
5282 #if BITS_PER_LONG == 32
5283         printk(KERN_INFO
5284                 "  task                PC stack   pid father\n");
5285 #else
5286         printk(KERN_INFO
5287                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5288 #endif
5289         rcu_read_lock();
5290         for_each_process_thread(g, p) {
5291                 /*
5292                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5293                  * console might take a lot of time:
5294                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5295                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5296                  * an IPI.
5297                  */
5298                 touch_nmi_watchdog();
5299                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5300                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5301                         sched_show_task(p);
5302         }
5303
5304 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5305         if (!state_filter)
5306                 sysrq_sched_debug_show();
5307 #endif
5308         rcu_read_unlock();
5309         /*
5310          * Only show locks if all tasks are dumped:
5311          */
5312         if (!state_filter)
5313                 debug_show_all_locks();
5314 }
5315
5316 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5317 {
5318         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5319 }
5320
5321 /**
5322  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5323  * @idle: task in question
5324  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5325  *
5326  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5327  * flag, to make booting more robust.
5328  */
5329 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5330 {
5331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5332         unsigned long flags;
5333
5334         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5335         raw_spin_lock(&rq->lock);
5336
5337         __sched_fork(0, idle);
5338         idle->state = TASK_RUNNING;
5339         idle->se.exec_start = sched_clock();
5340         idle->flags |= PF_IDLE;
5341
5342         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5343
5344 #ifdef CONFIG_SMP
5345         /*
5346          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5347          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5348          *
5349          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5350          */
5351         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5352 #endif
5353         /*
5354          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5355          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5356          * lockdep check in task_group() will fail.
5357          *
5358          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5359          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5360          *
5361          * Silence PROVE_RCU
5362          */
5363         rcu_read_lock();
5364         __set_task_cpu(idle, cpu);
5365         rcu_read_unlock();
5366
5367         rq->curr = rq->idle = idle;
5368         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5369 #ifdef CONFIG_SMP
5370         idle->on_cpu = 1;
5371 #endif
5372         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5373         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5374
5375         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5376         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5377
5378         /*
5379          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5380          */
5381         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5382         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5383         vtime_init_idle(idle, cpu);
5384 #ifdef CONFIG_SMP
5385         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5386 #endif
5387 }
5388
5389 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5390                               const struct cpumask *trial)
5391 {
5392         int ret = 1, trial_cpus;
5393         struct dl_bw *cur_dl_b;
5394         unsigned long flags;
5395
5396         if (!cpumask_weight(cur))
5397                 return ret;
5398
5399         rcu_read_lock_sched();
5400         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5401         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5402
5403         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5404         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5405             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5406                 ret = 0;
5407         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5408         rcu_read_unlock_sched();
5409
5410         return ret;
5411 }
5412
5413 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5414                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5415 {
5416         int ret = 0;
5417
5418         /*
5419          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5420          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5421          * affinity and isolating such threads by their set of
5422          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5423          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5424          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5425          * before cpus_allowed may be changed.
5426          */
5427         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5428                 ret = -EINVAL;
5429                 goto out;
5430         }
5431
5432 #ifdef CONFIG_SMP
5433         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5434                                               cs_cpus_allowed)) {
5435                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5436                                                         cs_cpus_allowed);
5437                 struct dl_bw *dl_b;
5438                 bool overflow;
5439                 int cpus;
5440                 unsigned long flags;
5441
5442                 rcu_read_lock_sched();
5443                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5444                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5445                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5446                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5447                 if (overflow)
5448                         ret = -EBUSY;
5449                 else {
5450                         /*
5451                          * We reserve space for this task in the destination
5452                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5453                          * We will free resources in the source root_domain
5454                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5455                          */
5456                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5457                 }
5458                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5459                 rcu_read_unlock_sched();
5460
5461         }
5462 #endif
5463 out:
5464         return ret;
5465 }
5466
5467 #ifdef CONFIG_SMP
5468
5469 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5470
5471 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5472 /* Migrate current task p to target_cpu */
5473 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5474 {
5475         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5476         int curr_cpu = task_cpu(p);
5477
5478         if (curr_cpu == target_cpu)
5479                 return 0;
5480
5481         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5482                 return -EINVAL;
5483
5484         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5485
5486         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5487         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5488 }
5489
5490 /*
5491  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5492  * tasks on the runqueues
5493  */
5494 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5495 {
5496         bool queued, running;
5497         struct rq_flags rf;
5498         struct rq *rq;
5499
5500         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5501         queued = task_on_rq_queued(p);
5502         running = task_current(rq, p);
5503
5504         if (queued)
5505                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5506         if (running)
5507                 put_prev_task(rq, p);
5508
5509         p->numa_preferred_nid = nid;
5510
5511         if (queued)
5512                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5513         if (running)
5514                 set_curr_task(rq, p);
5515         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5516 }
5517 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5518
5519 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5520 /*
5521  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5522  * offline.
5523  */
5524 void idle_task_exit(void)
5525 {
5526         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5527
5528         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5529
5530         if (mm != &init_mm) {
5531                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5532                 finish_arch_post_lock_switch();
5533         }
5534         mmdrop(mm);
5535 }
5536
5537 /*
5538  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5539  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5540  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5541  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5542  * calculation.
5543  *
5544  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5545  */
5546 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5547 {
5548         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5549         if (delta)
5550                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5551 }
5552
5553 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5554 {
5555 }
5556
5557 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5558         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5559 };
5560
5561 static struct task_struct fake_task = {
5562         /*
5563          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5564          */
5565         .prio = MAX_PRIO + 1,
5566         .sched_class = &fake_sched_class,
5567 };
5568
5569 /*
5570  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5571  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5572  *
5573  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5574  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5575  * because of lock validation efforts.
5576  */
5577 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5578 {
5579         struct rq *rq = dead_rq;
5580         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5581         struct rq_flags rf;
5582         int dest_cpu;
5583
5584         /*
5585          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5586          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5587          *
5588          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5589          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5590          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5591          * done here.
5592          */
5593         rq->stop = NULL;
5594
5595         /*
5596          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5597          * class method both need to have an up-to-date
5598          * value of rq->clock[_task]
5599          */
5600         rq_pin_lock(rq, &rf);
5601         update_rq_clock(rq);
5602         rq_unpin_lock(rq, &rf);
5603
5604         for (;;) {
5605                 /*
5606                  * There's this thread running, bail when that's the only
5607                  * remaining thread:
5608                  */
5609                 if (rq->nr_running == 1)
5610                         break;
5611
5612                 /*
5613                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5614                  */
5615                 rq_repin_lock(rq, &rf);
5616                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, &rf);
5617                 BUG_ON(!next);
5618                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5619
5620                 /*
5621                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5622                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5623                  * stabilizes the mask.
5624                  *
5625                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5626                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5627                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5628                  */
5629                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
5630                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5631                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5632                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5633
5634                 /*
5635                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5636                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5637                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5638                  */
5639                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5640                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5641                         continue;
5642                 }
5643
5644                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5645                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5646
5647                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5648                 if (rq != dead_rq) {
5649                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5650                         rq = dead_rq;
5651                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5652                 }
5653                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5654         }
5655
5656         rq->stop = stop;
5657 }
5658 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5659
5660 void set_rq_online(struct rq *rq)
5661 {
5662         if (!rq->online) {
5663                 const struct sched_class *class;
5664
5665                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5666                 rq->online = 1;
5667
5668                 for_each_class(class) {
5669                         if (class->rq_online)
5670                                 class->rq_online(rq);
5671                 }
5672         }
5673 }
5674
5675 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5676 {
5677         if (rq->online) {
5678                 const struct sched_class *class;
5679
5680                 for_each_class(class) {
5681                         if (class->rq_offline)
5682                                 class->rq_offline(rq);
5683                 }
5684
5685                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5686                 rq->online = 0;
5687         }
5688 }
5689
5690 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5691 {
5692         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5693
5694         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5695 }
5696
5697 /*
5698  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5699  */
5700 static int num_cpus_frozen;
5701
5702 /*
5703  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5704  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5705  * around partition_sched_domains().
5706  *
5707  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5708  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5709  */
5710 static void cpuset_cpu_active(void)
5711 {
5712         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5713                 /*
5714                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5715                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5716                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5717                  * domain, ignoring cpusets.
5718                  */
5719                 num_cpus_frozen--;
5720                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
5721                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5722                         return;
5723                 }
5724                 /*
5725                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5726                  * restore the original sched domains by considering the
5727                  * cpuset configurations.
5728                  */
5729         }
5730         cpuset_update_active_cpus(true);
5731 }
5732
5733 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5734 {
5735         unsigned long flags;
5736         struct dl_bw *dl_b;
5737         bool overflow;
5738         int cpus;
5739
5740         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5741                 rcu_read_lock_sched();
5742                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
5743
5744                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5745                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
5746                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
5747                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5748
5749                 rcu_read_unlock_sched();
5750
5751                 if (overflow)
5752                         return -EBUSY;
5753                 cpuset_update_active_cpus(false);
5754         } else {
5755                 num_cpus_frozen++;
5756                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5757         }
5758         return 0;
5759 }
5760
5761 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5762 {
5763         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5764         unsigned long flags;
5765
5766         set_cpu_active(cpu, true);
5767
5768         if (sched_smp_initialized) {
5769                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5770                 cpuset_cpu_active();
5771         }
5772
5773         /*
5774          * Put the rq online, if not already. This happens:
5775          *
5776          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5777          *    after all CPUs have been brought up.
5778          *
5779          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5780          *    domains.
5781          */
5782         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5783         if (rq->rd) {
5784                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5785                 set_rq_online(rq);
5786         }
5787         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5788
5789         update_max_interval();
5790
5791         return 0;
5792 }
5793
5794 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5795 {
5796         int ret;
5797
5798         set_cpu_active(cpu, false);
5799         /*
5800          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5801          * users of this state to go away such that all new such users will
5802          * observe it.
5803          *
5804          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
5805          * not imply sync_sched(), so wait for both.
5806          *
5807          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5808          */
5809         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
5810                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5811         else
5812                 synchronize_rcu();
5813
5814         if (!sched_smp_initialized)
5815                 return 0;
5816
5817         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5818         if (ret) {
5819                 set_cpu_active(cpu, true);
5820                 return ret;
5821         }
5822         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5823         return 0;
5824 }
5825
5826 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5827 {
5828         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5829
5830         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5831         update_max_interval();
5832 }
5833
5834 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5835 {
5836         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5837         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5838         return 0;
5839 }
5840
5841 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5842 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5843 {
5844         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5845         unsigned long flags;
5846
5847         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5848         sched_ttwu_pending();
5849         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5850         if (rq->rd) {
5851                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5852                 set_rq_offline(rq);
5853         }
5854         migrate_tasks(rq);
5855         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5856         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5857         calc_load_migrate(rq);
5858         update_max_interval();
5859         nohz_balance_exit_idle(cpu);
5860         hrtick_clear(rq);
5861         return 0;
5862 }
5863 #endif
5864
5865 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5866 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5867
5868 static void sched_init_smt(void)
5869 {
5870         /*
5871          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5872          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5873          */
5874         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5875                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5876 }
5877 #else
5878 static inline void sched_init_smt(void) { }
5879 #endif
5880
5881 void __init sched_init_smp(void)
5882 {
5883         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
5884
5885         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
5886         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
5887
5888         sched_init_numa();
5889
5890         /*
5891          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5892          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5893          * happen.
5894          */
5895         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5896         init_sched_domains(cpu_active_mask);
5897         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
5898         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
5899                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
5900         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5901
5902         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5903         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
5904                 BUG();
5905         sched_init_granularity();
5906         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
5907
5908         init_sched_rt_class();
5909         init_sched_dl_class();
5910
5911         sched_init_smt();
5912         sched_clock_init_late();
5913
5914         sched_smp_initialized = true;
5915 }
5916
5917 static int __init migration_init(void)
5918 {
5919         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5920         return 0;
5921 }
5922 early_initcall(migration_init);
5923
5924 #else
5925 void __init sched_init_smp(void)
5926 {
5927         sched_init_granularity();
5928         sched_clock_init_late();
5929 }
5930 #endif /* CONFIG_SMP */
5931
5932 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5933 {
5934         return in_lock_functions(addr) ||
5935                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5936                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5937 }
5938
5939 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5940 /*
5941  * Default task group.
5942  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5943  */
5944 struct task_group root_task_group;
5945 LIST_HEAD(task_groups);
5946
5947 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5948 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5949 #endif
5950
5951 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5952 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5953
5954 #define WAIT_TABLE_BITS 8
5955 #define WAIT_TABLE_SIZE (1 << WAIT_TABLE_BITS)
5956 static wait_queue_head_t bit_wait_table[WAIT_TABLE_SIZE] __cacheline_aligned;
5957
5958 wait_queue_head_t *bit_waitqueue(void *word, int bit)
5959 {
5960         const int shift = BITS_PER_LONG == 32 ? 5 : 6;
5961         unsigned long val = (unsigned long)word << shift | bit;
5962
5963         return bit_wait_table + hash_long(val, WAIT_TABLE_BITS);
5964 }
5965 EXPORT_SYMBOL(bit_waitqueue);
5966
5967 void __init sched_init(void)
5968 {
5969         int i, j;
5970         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5971
5972         sched_clock_init();
5973
5974         for (i = 0; i < WAIT_TABLE_SIZE; i++)
5975                 init_waitqueue_head(bit_wait_table + i);
5976
5977 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5978         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5979 #endif
5980 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5981         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5982 #endif
5983         if (alloc_size) {
5984                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5985
5986 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5987                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5988                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5989
5990                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5991                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5992
5993 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5994 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5995                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5996                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5997
5998                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5999                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6000
6001 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6002         }
6003 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6004         for_each_possible_cpu(i) {
6005                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6006                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6007                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6008                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6009         }
6010 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6011
6012         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6013         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6014
6015 #ifdef CONFIG_SMP
6016         init_defrootdomain();
6017 #endif
6018
6019 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6020         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6021                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6022 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6023
6024 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6025         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6026
6027         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6028         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6029         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6030         autogroup_init(&init_task);
6031 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6032
6033         for_each_possible_cpu(i) {
6034                 struct rq *rq;
6035
6036                 rq = cpu_rq(i);
6037                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6038                 rq->nr_running = 0;
6039                 rq->calc_load_active = 0;
6040                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6041                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6042                 init_rt_rq(&rq->rt);
6043                 init_dl_rq(&rq->dl);
6044 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6045                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6046                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6047                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6048                 /*
6049                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6050                  *
6051                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6052                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6053                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6054                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6055                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6056                  * (se->load.weight).
6057                  *
6058                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6059                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6060                  * then A0's share of the CPU resource is:
6061                  *
6062                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6063                  *
6064                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6065                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6066                  */
6067                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6068                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6069 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6070
6071                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6072 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6073                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6074 #endif
6075
6076                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6077                         rq->cpu_load[j] = 0;
6078
6079 #ifdef CONFIG_SMP
6080                 rq->sd = NULL;
6081                 rq->rd = NULL;
6082                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6083                 rq->balance_callback = NULL;
6084                 rq->active_balance = 0;
6085                 rq->next_balance = jiffies;
6086                 rq->push_cpu = 0;
6087                 rq->cpu = i;
6088                 rq->online = 0;
6089                 rq->idle_stamp = 0;
6090                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6091                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6092
6093                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6094
6095                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6096 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6097                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6098                 rq->nohz_flags = 0;
6099 #endif
6100 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
6101                 rq->last_sched_tick = 0;
6102 #endif
6103 #endif /* CONFIG_SMP */
6104                 init_rq_hrtick(rq);
6105                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6106         }
6107
6108         set_load_weight(&init_task);
6109
6110         /*
6111          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6112          */
6113         mmgrab(&init_mm);
6114         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6115
6116         /*
6117          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6118          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6119          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6120          * when this runqueue becomes "idle".
6121          */
6122         init_idle(current, smp_processor_id());
6123
6124         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6125
6126 #ifdef CONFIG_SMP
6127         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
6128         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
6129         if (cpu_isolated_map == NULL)
6130                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
6131         idle_thread_set_boot_cpu();
6132         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6133 #endif
6134         init_sched_fair_class();
6135
6136         init_schedstats();
6137
6138         scheduler_running = 1;
6139 }
6140
6141 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6142 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6143 {
6144         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6145
6146         return (nested == preempt_offset);
6147 }
6148
6149 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6150 {
6151         /*
6152          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6153          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6154          * otherwise we will destroy state.
6155          */
6156         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6157                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6158                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6159                         current->state,
6160                         (void *)current->task_state_change,
6161                         (void *)current->task_state_change);
6162
6163         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6164 }
6165 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6166
6167 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6168 {
6169         /* Ratelimiting timestamp: */
6170         static unsigned long prev_jiffy;
6171
6172         unsigned long preempt_disable_ip;
6173
6174         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6175         rcu_sleep_check();
6176
6177         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6178              !is_idle_task(current)) ||
6179             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
6180                 return;
6181         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6182                 return;
6183         prev_jiffy = jiffies;
6184
6185         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6186         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6187
6188         printk(KERN_ERR
6189                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6190                         file, line);
6191         printk(KERN_ERR
6192                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6193                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6194                         current->pid, current->comm);
6195
6196         if (task_stack_end_corrupted(current))
6197                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6198
6199         debug_show_held_locks(current);
6200         if (irqs_disabled())
6201                 print_irqtrace_events(current);
6202         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6203             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6204                 pr_err("Preemption disabled at:");
6205                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6206                 pr_cont("\n");
6207         }
6208         dump_stack();
6209         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6210 }
6211 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6212 #endif
6213
6214 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6215 void normalize_rt_tasks(void)
6216 {
6217         struct task_struct *g, *p;
6218         struct sched_attr attr = {
6219                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6220         };
6221
6222         read_lock(&tasklist_lock);
6223         for_each_process_thread(g, p) {
6224                 /*
6225                  * Only normalize user tasks:
6226                  */
6227                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6228                         continue;
6229
6230                 p->se.exec_start = 0;
6231                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6232                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6233                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6234
6235                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6236                         /*
6237                          * Renice negative nice level userspace
6238                          * tasks back to 0:
6239                          */
6240                         if (task_nice(p) < 0)
6241                                 set_user_nice(p, 0);
6242                         continue;
6243                 }
6244
6245                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6246         }
6247         read_unlock(&tasklist_lock);
6248 }
6249
6250 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6251
6252 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6253 /*
6254  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6255  *
6256  * They can only be called when the whole system has been
6257  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6258  * activity can take place. Using them for anything else would
6259  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6260  * under any other configuration.
6261  */
6262
6263 /**
6264  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6265  * @cpu: the processor in question.
6266  *
6267  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6268  *
6269  * Return: The current task for @cpu.
6270  */
6271 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6272 {
6273         return cpu_curr(cpu);
6274 }
6275
6276 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6277
6278 #ifdef CONFIG_IA64
6279 /**
6280  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6281  * @cpu: the processor in question.
6282  * @p: the task pointer to set.
6283  *
6284  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6285  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6286  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6287  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6288  * and caller must save the original value of the current task (see
6289  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6290  * re-starting the system.
6291  *
6292  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6293  */
6294 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6295 {
6296         cpu_curr(cpu) = p;
6297 }
6298
6299 #endif
6300
6301 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6302 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6303 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6304
6305 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6306 {
6307         free_fair_sched_group(tg);
6308         free_rt_sched_group(tg);
6309         autogroup_free(tg);
6310         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6311 }
6312
6313 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6314 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6315 {
6316         struct task_group *tg;
6317
6318         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6319         if (!tg)
6320                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6321
6322         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6323                 goto err;
6324
6325         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6326                 goto err;
6327
6328         return tg;
6329
6330 err:
6331         sched_free_group(tg);
6332         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6333 }
6334
6335 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6336 {
6337         unsigned long flags;
6338
6339         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6340         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6341
6342         /* Root should already exist: */
6343         WARN_ON(!parent);
6344
6345         tg->parent = parent;
6346         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6347         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6348         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6349
6350         online_fair_sched_group(tg);
6351 }
6352
6353 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6354 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6355 {
6356         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6357         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6358 }
6359
6360 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6361 {
6362         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6363         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6364 }
6365
6366 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6367 {
6368         unsigned long flags;
6369
6370         /* End participation in shares distribution: */
6371         unregister_fair_sched_group(tg);
6372
6373         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6374         list_del_rcu(&tg->list);
6375         list_del_rcu(&tg->siblings);
6376         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6377 }
6378
6379 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6380 {
6381         struct task_group *tg;
6382
6383         /*
6384          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6385          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6386          * to prevent lockdep warnings.
6387          */
6388         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6389                           struct task_group, css);
6390         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6391         tsk->sched_task_group = tg;
6392
6393 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6394         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6395                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6396         else
6397 #endif
6398                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6399 }
6400
6401 /*
6402  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6403  *
6404  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6405  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6406  * its new group.
6407  */
6408 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6409 {
6410         int queued, running;
6411         struct rq_flags rf;
6412         struct rq *rq;
6413
6414         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6415         update_rq_clock(rq);
6416
6417         running = task_current(rq, tsk);
6418         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6419
6420         if (queued)
6421                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
6422         if (running)
6423                 put_prev_task(rq, tsk);
6424
6425         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6426
6427         if (queued)
6428                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
6429         if (running)
6430                 set_curr_task(rq, tsk);
6431
6432         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6433 }
6434 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6435
6436 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6437 /*
6438  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
6439  */
6440 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
6441
6442 /* Must be called with tasklist_lock held */
6443 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
6444 {
6445         struct task_struct *g, *p;
6446
6447         /*
6448          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
6449          */
6450         if (task_group_is_autogroup(tg))
6451                 return 0;
6452
6453         for_each_process_thread(g, p) {
6454                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
6455                         return 1;
6456         }
6457
6458         return 0;
6459 }
6460
6461 struct rt_schedulable_data {
6462         struct task_group *tg;
6463         u64 rt_period;
6464         u64 rt_runtime;
6465 };
6466
6467 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
6468 {
6469         struct rt_schedulable_data *d = data;
6470         struct task_group *child;
6471         unsigned long total, sum = 0;
6472         u64 period, runtime;
6473
6474         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6475         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6476
6477         if (tg == d->tg) {
6478                 period = d->rt_period;
6479                 runtime = d->rt_runtime;
6480         }
6481
6482         /*
6483          * Cannot have more runtime than the period.
6484          */
6485         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
6486                 return -EINVAL;
6487
6488         /*
6489          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
6490          */
6491         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
6492                 return -EBUSY;
6493
6494         total = to_ratio(period, runtime);
6495
6496         /*
6497          * Nobody can have more than the global setting allows.
6498          */
6499         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
6500                 return -EINVAL;
6501
6502         /*
6503          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
6504          */
6505         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
6506                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
6507                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
6508
6509                 if (child == d->tg) {
6510                         period = d->rt_period;
6511                         runtime = d->rt_runtime;
6512                 }
6513
6514                 sum += to_ratio(period, runtime);
6515         }
6516
6517         if (sum > total)
6518                 return -EINVAL;
6519
6520         return 0;
6521 }
6522
6523 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
6524 {
6525         int ret;
6526
6527         struct rt_schedulable_data data = {
6528                 .tg = tg,
6529                 .rt_period = period,
6530                 .rt_runtime = runtime,
6531         };
6532
6533         rcu_read_lock();
6534         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
6535         rcu_read_unlock();
6536
6537         return ret;
6538 }
6539
6540 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
6541                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
6542 {
6543         int i, err = 0;
6544
6545         /*
6546          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
6547          * kernel creating (and or operating) RT threads.
6548          */
6549         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
6550                 return -EINVAL;
6551
6552         /* No period doesn't make any sense. */
6553         if (rt_period == 0)
6554                 return -EINVAL;
6555
6556         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6557         read_lock(&tasklist_lock);
6558         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
6559         if (err)
6560                 goto unlock;
6561
6562         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6563         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
6564         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
6565
6566         for_each_possible_cpu(i) {
6567                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
6568
6569                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6570                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
6571                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6572         }
6573         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
6574 unlock:
6575         read_unlock(&tasklist_lock);
6576         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6577
6578         return err;
6579 }
6580
6581 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
6582 {
6583         u64 rt_runtime, rt_period;
6584
6585         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6586         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
6587         if (rt_runtime_us < 0)
6588                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
6589
6590         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6591 }
6592
6593 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
6594 {
6595         u64 rt_runtime_us;
6596
6597         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
6598                 return -1;
6599
6600         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6601         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
6602         return rt_runtime_us;
6603 }
6604
6605 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
6606 {
6607         u64 rt_runtime, rt_period;
6608
6609         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
6610         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
6611
6612         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
6613 }
6614
6615 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
6616 {
6617         u64 rt_period_us;
6618
6619         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
6620         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
6621         return rt_period_us;
6622 }
6623 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6624
6625 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6626 static int sched_rt_global_constraints(void)
6627 {
6628         int ret = 0;
6629
6630         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
6631         read_lock(&tasklist_lock);
6632         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
6633         read_unlock(&tasklist_lock);
6634         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
6635
6636         return ret;
6637 }
6638
6639 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
6640 {
6641         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
6642         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6643                 return 0;
6644
6645         return 1;
6646 }
6647
6648 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6649 static int sched_rt_global_constraints(void)
6650 {
6651         unsigned long flags;
6652         int i;
6653
6654         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6655         for_each_possible_cpu(i) {
6656                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
6657
6658                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6659                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
6660                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
6661         }
6662         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
6663
6664         return 0;
6665 }
6666 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6667
6668 static int sched_dl_global_validate(void)
6669 {
6670         u64 runtime = global_rt_runtime();
6671         u64 period = global_rt_period();
6672         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
6673         struct dl_bw *dl_b;
6674         int cpu, ret = 0;
6675         unsigned long flags;
6676
6677         /*
6678          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
6679          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
6680          * any of the root_domains.
6681          *
6682          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
6683          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
6684          * solutions is welcome!
6685          */
6686         for_each_possible_cpu(cpu) {
6687                 rcu_read_lock_sched();
6688                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6689
6690                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6691                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
6692                         ret = -EBUSY;
6693                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6694
6695                 rcu_read_unlock_sched();
6696
6697                 if (ret)
6698                         break;
6699         }
6700
6701         return ret;
6702 }
6703
6704 static void sched_dl_do_global(void)
6705 {
6706         u64 new_bw = -1;
6707         struct dl_bw *dl_b;
6708         int cpu;
6709         unsigned long flags;
6710
6711         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
6712         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
6713
6714         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
6715                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
6716
6717         /*
6718          * FIXME: As above...
6719          */
6720         for_each_possible_cpu(cpu) {
6721                 rcu_read_lock_sched();
6722                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
6723
6724                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
6725                 dl_b->bw = new_bw;
6726                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
6727
6728                 rcu_read_unlock_sched();
6729         }
6730 }
6731
6732 static int sched_rt_global_validate(void)
6733 {
6734         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
6735                 return -EINVAL;
6736
6737         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
6738                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
6739                 return -EINVAL;
6740
6741         return 0;
6742 }
6743
6744 static void sched_rt_do_global(void)
6745 {
6746         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
6747         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
6748 }
6749
6750 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
6751                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6752                 loff_t *ppos)
6753 {
6754         int old_period, old_runtime;
6755         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6756         int ret;
6757
6758         mutex_lock(&mutex);
6759         old_period = sysctl_sched_rt_period;
6760         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
6761
6762         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6763
6764         if (!ret && write) {
6765                 ret = sched_rt_global_validate();
6766                 if (ret)
6767                         goto undo;
6768
6769                 ret = sched_dl_global_validate();
6770                 if (ret)
6771                         goto undo;
6772
6773                 ret = sched_rt_global_constraints();
6774                 if (ret)
6775                         goto undo;
6776
6777                 sched_rt_do_global();
6778                 sched_dl_do_global();
6779         }
6780         if (0) {
6781 undo:
6782                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
6783                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
6784         }
6785         mutex_unlock(&mutex);
6786
6787         return ret;
6788 }
6789
6790 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
6791                 void __user *buffer, size_t *lenp,
6792                 loff_t *ppos)
6793 {
6794         int ret;
6795         static DEFINE_MUTEX(mutex);
6796
6797         mutex_lock(&mutex);
6798         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
6799         /*
6800          * Make sure that internally we keep jiffies.
6801          * Also, writing zero resets the timeslice to default:
6802          */
6803         if (!ret && write) {
6804                 sched_rr_timeslice =
6805                         sysctl_sched_rr_timeslice <= 0 ? RR_TIMESLICE :
6806                         msecs_to_jiffies(sysctl_sched_rr_timeslice);
6807         }
6808         mutex_unlock(&mutex);
6809         return ret;
6810 }
6811
6812 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6813
6814 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6815 {
6816         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6817 }
6818
6819 static struct cgroup_subsys_state *
6820 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6821 {
6822         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6823         struct task_group *tg;
6824
6825         if (!parent) {
6826                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6827                 return &root_task_group.css;
6828         }
6829
6830         tg = sched_create_group(parent);
6831         if (IS_ERR(tg))
6832                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6833
6834         return &tg->css;
6835 }
6836
6837 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6838 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6839 {
6840         struct task_group *tg = css_tg(css);
6841         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6842
6843         if (parent)
6844                 sched_online_group(tg, parent);
6845         return 0;
6846 }
6847
6848 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6849 {
6850         struct task_group *tg = css_tg(css);
6851
6852         sched_offline_group(tg);
6853 }
6854
6855 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6856 {
6857         struct task_group *tg = css_tg(css);
6858
6859         /*
6860          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6861          */
6862         sched_free_group(tg);
6863 }
6864
6865 /*
6866  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6867  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6868  */
6869 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6870 {
6871         struct rq_flags rf;
6872         struct rq *rq;
6873
6874         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6875
6876         update_rq_clock(rq);
6877         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6878
6879         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6880 }
6881
6882 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6883 {
6884         struct task_struct *task;
6885         struct cgroup_subsys_state *css;
6886         int ret = 0;
6887
6888         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6889 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6890                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6891                         return -EINVAL;
6892 #else
6893                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6894                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6895                         return -EINVAL;
6896 #endif
6897                 /*
6898                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6899                  * running, we're sure to observe its full state.
6900                  */
6901                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6902                 /*
6903                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6904                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6905                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6906                  */
6907                 if (task->state == TASK_NEW)
6908                         ret = -EINVAL;
6909                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6910
6911                 if (ret)
6912                         break;
6913         }
6914         return ret;
6915 }
6916
6917 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6918 {
6919         struct task_struct *task;
6920         struct cgroup_subsys_state *css;
6921
6922         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6923                 sched_move_task(task);
6924 }
6925
6926 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6927 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6928                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6929 {
6930         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6931 }
6932
6933 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6934                                struct cftype *cft)
6935 {
6936         struct task_group *tg = css_tg(css);
6937
6938         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6939 }
6940
6941 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6942 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6943
6944 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6945 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6946
6947 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6948
6949 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6950 {
6951         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6952         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6953
6954         if (tg == &root_task_group)
6955                 return -EINVAL;
6956
6957         /*
6958          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6959          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6960          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6961          */
6962         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6963                 return -EINVAL;
6964
6965         /*
6966          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6967          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6968          * feasibility.
6969          */
6970         if (period > max_cfs_quota_period)
6971                 return -EINVAL;
6972
6973         /*
6974          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6975          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6976          */
6977         get_online_cpus();
6978         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6979         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6980         if (ret)
6981                 goto out_unlock;
6982
6983         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6984         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6985         /*
6986          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6987          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6988          */
6989         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6990                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6991         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6992         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6993         cfs_b->quota = quota;
6994
6995         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6996
6997         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6998         if (runtime_enabled)
6999                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7000
7001         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7002
7003         for_each_online_cpu(i) {
7004                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7005                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7006
7007                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
7008                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7009                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7010
7011                 if (cfs_rq->throttled)
7012                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7013                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
7014         }
7015         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7016                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7017 out_unlock:
7018         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7019         put_online_cpus();
7020
7021         return ret;
7022 }
7023
7024 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7025 {
7026         u64 quota, period;
7027
7028         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7029         if (cfs_quota_us < 0)
7030                 quota = RUNTIME_INF;
7031         else
7032                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7033
7034         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7035 }
7036
7037 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7038 {
7039         u64 quota_us;
7040
7041         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7042                 return -1;
7043
7044         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7045         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7046
7047         return quota_us;
7048 }
7049
7050 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7051 {
7052         u64 quota, period;
7053
7054         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7055         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7056
7057         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7058 }
7059
7060 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7061 {
7062         u64 cfs_period_us;
7063
7064         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7065         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7066
7067         return cfs_period_us;
7068 }
7069
7070 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7071                                   struct cftype *cft)
7072 {
7073         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7074 }
7075
7076 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7077                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7078 {
7079         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7080 }
7081
7082 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7083                                    struct cftype *cft)
7084 {
7085         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7086 }
7087
7088 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7089                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7090 {
7091         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7092 }
7093
7094 struct cfs_schedulable_data {
7095         struct task_group *tg;
7096         u64 period, quota;
7097 };
7098
7099 /*
7100  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7101  * note: units are usecs
7102  */
7103 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7104                                struct cfs_schedulable_data *d)
7105 {
7106         u64 quota, period;
7107
7108         if (tg == d->tg) {
7109                 period = d->period;
7110                 quota = d->quota;
7111         } else {
7112                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7113                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7114         }
7115
7116         /* note: these should typically be equivalent */
7117         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7118                 return RUNTIME_INF;
7119
7120         return to_ratio(period, quota);
7121 }
7122
7123 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7124 {
7125         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7126         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7127         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7128
7129         if (!tg->parent) {
7130                 quota = RUNTIME_INF;
7131         } else {
7132                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7133
7134                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7135                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7136
7137                 /*
7138                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
7139                  * limit is set:
7140                  */
7141                 if (quota == RUNTIME_INF)
7142                         quota = parent_quota;
7143                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7144                         return -EINVAL;
7145         }
7146         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7147
7148         return 0;
7149 }
7150
7151 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7152 {
7153         int ret;
7154         struct cfs_schedulable_data data = {
7155                 .tg = tg,
7156                 .period = period,
7157                 .quota = quota,
7158         };
7159
7160         if (quota != RUNTIME_INF) {
7161                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7162                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7163         }
7164
7165         rcu_read_lock();
7166         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7167         rcu_read_unlock();
7168
7169         return ret;
7170 }
7171
7172 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
7173 {
7174         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7175         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7176
7177         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7178         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7179         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7180
7181         return 0;
7182 }
7183 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7184 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7185
7186 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7187 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7188                                 struct cftype *cft, s64 val)
7189 {
7190         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7191 }
7192
7193 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7194                                struct cftype *cft)
7195 {
7196         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7197 }
7198
7199 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7200                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7201 {
7202         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7203 }
7204
7205 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7206                                    struct cftype *cft)
7207 {
7208         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7209 }
7210 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7211
7212 static struct cftype cpu_files[] = {
7213 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7214         {
7215                 .name = "shares",
7216                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7217                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7218         },
7219 #endif
7220 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7221         {
7222                 .name = "cfs_quota_us",
7223                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7224                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7225         },
7226         {
7227                 .name = "cfs_period_us",
7228                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7229                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7230         },
7231         {
7232                 .name = "stat",
7233                 .seq_show = cpu_stats_show,
7234         },
7235 #endif
7236 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7237         {
7238                 .name = "rt_runtime_us",
7239                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7240                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7241         },
7242         {
7243                 .name = "rt_period_us",
7244                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7245                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7246         },
7247 #endif
7248         { }     /* Terminate */
7249 };
7250
7251 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7252         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7253         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7254         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7255         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7256         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7257         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7258         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7259         .legacy_cftypes = cpu_files,
7260         .early_init     = true,
7261 };
7262
7263 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7264
7265 void dump_cpu_task(int cpu)
7266 {
7267         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7268         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7269 }
7270
7271 /*
7272  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7273  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7274  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7275  * that remained on nice 0.
7276  *
7277  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7278  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7279  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7280  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7281  * the relative distance between them is ~25%.)
7282  */
7283 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7284  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7285  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7286  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7287  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7288  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7289  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7290  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7291  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7292 };
7293
7294 /*
7295  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7296  *
7297  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7298  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7299  * into multiplications:
7300  */
7301 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7302  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7303  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7304  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7305  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7306  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7307  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7308  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7309  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7310 };