23c6037e2d89b8cf93389d0a756b00f5bf668cbe
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/kasan.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/context_tracking.h>
75 #include <linux/compiler.h>
76 #include <linux/frame.h>
77 #include <linux/prefetch.h>
78
79 #include <asm/switch_to.h>
80 #include <asm/tlb.h>
81 #include <asm/irq_regs.h>
82 #include <asm/mutex.h>
83 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
84 #include <asm/paravirt.h>
85 #endif
86
87 #include "sched.h"
88 #include "../workqueue_internal.h"
89 #include "../smpboot.h"
90
91 #define CREATE_TRACE_POINTS
92 #include <trace/events/sched.h>
93
94 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
95 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
96
97 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
98
99 void update_rq_clock(struct rq *rq)
100 {
101         s64 delta;
102
103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
104
105         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
106                 return;
107
108         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
109         if (delta < 0)
110                 return;
111         rq->clock += delta;
112         update_rq_clock_task(rq, delta);
113 }
114
115 /*
116  * Debugging: various feature bits
117  */
118
119 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
120         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
121
122 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
123 #include "features.h"
124         0;
125
126 #undef SCHED_FEAT
127
128 /*
129  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
130  * Limited because this is done with IRQs disabled.
131  */
132 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
133
134 /*
135  * period over which we average the RT time consumption, measured
136  * in ms.
137  *
138  * default: 1s
139  */
140 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
141
142 /*
143  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
144  * default: 1s
145  */
146 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
147
148 __read_mostly int scheduler_running;
149
150 /*
151  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
152  * default: 0.95s
153  */
154 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
155
156 /* cpus with isolated domains */
157 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
158
159 /*
160  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
161  */
162 static struct rq *this_rq_lock(void)
163         __acquires(rq->lock)
164 {
165         struct rq *rq;
166
167         local_irq_disable();
168         rq = this_rq();
169         raw_spin_lock(&rq->lock);
170
171         return rq;
172 }
173
174 /*
175  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
176  */
177 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
178         __acquires(rq->lock)
179 {
180         struct rq *rq;
181
182         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
183
184         for (;;) {
185                 rq = task_rq(p);
186                 raw_spin_lock(&rq->lock);
187                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
188                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
189                         return rq;
190                 }
191                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
192
193                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
194                         cpu_relax();
195         }
196 }
197
198 /*
199  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
200  */
201 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
202         __acquires(p->pi_lock)
203         __acquires(rq->lock)
204 {
205         struct rq *rq;
206
207         for (;;) {
208                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
209                 rq = task_rq(p);
210                 raw_spin_lock(&rq->lock);
211                 /*
212                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
213                  *
214                  *      ACQUIRE (rq->lock)
215                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
216                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
217                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
218                  *                                      [L] ->on_rq
219                  *      RELEASE (rq->lock)
220                  *
221                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
222                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
223                  *
224                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
225                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
226                  */
227                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
228                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
229                         return rq;
230                 }
231                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
233
234                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
235                         cpu_relax();
236         }
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
240 /*
241  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
242  */
243
244 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
245 {
246         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
247                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
248 }
249
250 /*
251  * High-resolution timer tick.
252  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
253  */
254 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
255 {
256         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
257
258         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
259
260         raw_spin_lock(&rq->lock);
261         update_rq_clock(rq);
262         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
263         raw_spin_unlock(&rq->lock);
264
265         return HRTIMER_NORESTART;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_SMP
269
270 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
271 {
272         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
273
274         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
275 }
276
277 /*
278  * called from hardirq (IPI) context
279  */
280 static void __hrtick_start(void *arg)
281 {
282         struct rq *rq = arg;
283
284         raw_spin_lock(&rq->lock);
285         __hrtick_restart(rq);
286         rq->hrtick_csd_pending = 0;
287         raw_spin_unlock(&rq->lock);
288 }
289
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
298         ktime_t time;
299         s64 delta;
300
301         /*
302          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
303          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
304          */
305         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
306         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
307
308         hrtimer_set_expires(timer, time);
309
310         if (rq == this_rq()) {
311                 __hrtick_restart(rq);
312         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
313                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
314                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
315         }
316 }
317
318 #else
319 /*
320  * Called to set the hrtick timer state.
321  *
322  * called with rq->lock held and irqs disabled
323  */
324 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
325 {
326         /*
327          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
328          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
329          */
330         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
331         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
332                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
333 }
334 #endif /* CONFIG_SMP */
335
336 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
337 {
338 #ifdef CONFIG_SMP
339         rq->hrtick_csd_pending = 0;
340
341         rq->hrtick_csd.flags = 0;
342         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
343         rq->hrtick_csd.info = rq;
344 #endif
345
346         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
347         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
348 }
349 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
350 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
351 {
352 }
353
354 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
355 {
356 }
357 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
358
359 /*
360  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
361  */
362 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
363         ({                                                              \
364                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
365                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
366                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
367                                                                         \
368                 for (;;) {                                              \
369                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
370                         if (_old == _val)                               \
371                                 break;                                  \
372                         _val = _old;                                    \
373                 }                                                       \
374         _old;                                                           \
375 })
376
377 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
378 /*
379  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
380  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
381  * spurious IPIs.
382  */
383 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
387 }
388
389 /*
390  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
391  *
392  * If this returns true, then the idle task promises to call
393  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
394  */
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
398         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
399
400         for (;;) {
401                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
402                         return false;
403                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
404                         return true;
405                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
406                 if (old == val)
407                         break;
408                 val = old;
409         }
410         return true;
411 }
412
413 #else
414 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
415 {
416         set_tsk_need_resched(p);
417         return true;
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         return false;
424 }
425 #endif
426 #endif
427
428 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
429 {
430         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
431
432         /*
433          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
434          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
435          * wakeup due to that.
436          *
437          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
438          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
439          */
440         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
441                 return;
442
443         get_task_struct(task);
444
445         /*
446          * The head is context local, there can be no concurrency.
447          */
448         *head->lastp = node;
449         head->lastp = &node->next;
450 }
451
452 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
453 {
454         struct wake_q_node *node = head->first;
455
456         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
457                 struct task_struct *task;
458
459                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
460                 BUG_ON(!task);
461                 /* task can safely be re-inserted now */
462                 node = node->next;
463                 task->wake_q.next = NULL;
464
465                 /*
466                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
467                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
468                  */
469                 wake_up_process(task);
470                 put_task_struct(task);
471         }
472 }
473
474 /*
475  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
476  *
477  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
478  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
479  * the target CPU.
480  */
481 void resched_curr(struct rq *rq)
482 {
483         struct task_struct *curr = rq->curr;
484         int cpu;
485
486         lockdep_assert_held(&rq->lock);
487
488         if (test_tsk_need_resched(curr))
489                 return;
490
491         cpu = cpu_of(rq);
492
493         if (cpu == smp_processor_id()) {
494                 set_tsk_need_resched(curr);
495                 set_preempt_need_resched();
496                 return;
497         }
498
499         if (set_nr_and_not_polling(curr))
500                 smp_send_reschedule(cpu);
501         else
502                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
503 }
504
505 void resched_cpu(int cpu)
506 {
507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
508         unsigned long flags;
509
510         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
511                 return;
512         resched_curr(rq);
513         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_SMP
517 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
518 /*
519  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
520  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
521  *
522  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
523  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
524  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
525  */
526 int get_nohz_timer_target(void)
527 {
528         int i, cpu = smp_processor_id();
529         struct sched_domain *sd;
530
531         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
532                 return cpu;
533
534         rcu_read_lock();
535         for_each_domain(cpu, sd) {
536                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
537                         if (cpu == i)
538                                 continue;
539
540                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
541                                 cpu = i;
542                                 goto unlock;
543                         }
544                 }
545         }
546
547         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
548                 cpu = housekeeping_any_cpu();
549 unlock:
550         rcu_read_unlock();
551         return cpu;
552 }
553 /*
554  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
555  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
556  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
557  * idle system the next event might even be infinite time into the
558  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
559  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
560  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
561  * wheel for the next timer event.
562  */
563 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
564 {
565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
566
567         if (cpu == smp_processor_id())
568                 return;
569
570         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
571                 smp_send_reschedule(cpu);
572         else
573                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
574 }
575
576 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         /*
579          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
580          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
581          * If needed we can still optimize that later with an
582          * empty IRQ.
583          */
584         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
585                 if (cpu != smp_processor_id() ||
586                     tick_nohz_tick_stopped())
587                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
588                 return true;
589         }
590
591         return false;
592 }
593
594 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
595 {
596         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
597                 wake_up_idle_cpu(cpu);
598 }
599
600 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
601 {
602         int cpu = smp_processor_id();
603
604         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
605                 return false;
606
607         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
608                 return true;
609
610         /*
611          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
612          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
613          */
614         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
615         return false;
616 }
617
618 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         return false;
623 }
624
625 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
626
627 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
628 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
629 {
630         int fifo_nr_running;
631
632         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
633         if (rq->dl.dl_nr_running)
634                 return false;
635
636         /*
637          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
638          * actual RR behaviour.
639          */
640         if (rq->rt.rr_nr_running) {
641                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
642                         return true;
643                 else
644                         return false;
645         }
646
647         /*
648          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
649          * forced preemption between FIFO tasks.
650          */
651         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
652         if (fifo_nr_running)
653                 return true;
654
655         /*
656          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
657          * if there's more than one we need the tick for involuntary
658          * preemption.
659          */
660         if (rq->nr_running > 1)
661                 return false;
662
663         return true;
664 }
665 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
666
667 void sched_avg_update(struct rq *rq)
668 {
669         s64 period = sched_avg_period();
670
671         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
672                 /*
673                  * Inline assembly required to prevent the compiler
674                  * optimising this loop into a divmod call.
675                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
676                  */
677                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
678                 rq->age_stamp += period;
679                 rq->rt_avg /= 2;
680         }
681 }
682
683 #endif /* CONFIG_SMP */
684
685 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
686                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
687 /*
688  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
689  * node and @up when leaving it for the final time.
690  *
691  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
692  */
693 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
694                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
695 {
696         struct task_group *parent, *child;
697         int ret;
698
699         parent = from;
700
701 down:
702         ret = (*down)(parent, data);
703         if (ret)
704                 goto out;
705         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
706                 parent = child;
707                 goto down;
708
709 up:
710                 continue;
711         }
712         ret = (*up)(parent, data);
713         if (ret || parent == from)
714                 goto out;
715
716         child = parent;
717         parent = parent->parent;
718         if (parent)
719                 goto up;
720 out:
721         return ret;
722 }
723
724 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
725 {
726         return 0;
727 }
728 #endif
729
730 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
731 {
732         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
733         struct load_weight *load = &p->se.load;
734
735         /*
736          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
737          */
738         if (idle_policy(p->policy)) {
739                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
740                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
741                 return;
742         }
743
744         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
745         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
746 }
747
748 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
749 {
750         update_rq_clock(rq);
751         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
752                 sched_info_queued(rq, p);
753         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
754 }
755
756 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
757 {
758         update_rq_clock(rq);
759         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
760                 sched_info_dequeued(rq, p);
761         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
762 }
763
764 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
765 {
766         if (task_contributes_to_load(p))
767                 rq->nr_uninterruptible--;
768
769         enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         if (task_contributes_to_load(p))
775                 rq->nr_uninterruptible++;
776
777         dequeue_task(rq, p, flags);
778 }
779
780 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
781 {
782 /*
783  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
784  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
785  */
786 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
787         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
788 #endif
789 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
790         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
791
792         /*
793          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
794          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
795          * {soft,}irq region.
796          *
797          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
798          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
799          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
800          * monotonic.
801          *
802          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
803          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
804          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
805          * atomic ops.
806          */
807         if (irq_delta > delta)
808                 irq_delta = delta;
809
810         rq->prev_irq_time += irq_delta;
811         delta -= irq_delta;
812 #endif
813 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
814         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
815                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
816                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
817
818                 if (unlikely(steal > delta))
819                         steal = delta;
820
821                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
822                 delta -= steal;
823         }
824 #endif
825
826         rq->clock_task += delta;
827
828 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
829         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
830                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
831 #endif
832 }
833
834 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
835 {
836         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
837         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
838
839         if (stop) {
840                 /*
841                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
842                  * userspace knows about and won't get confused about.
843                  *
844                  * Also, it will make PI more or less work without too
845                  * much confusion -- but then, stop work should not
846                  * rely on PI working anyway.
847                  */
848                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
849
850                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
851         }
852
853         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
854
855         if (old_stop) {
856                 /*
857                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
858                  * it can die in pieces.
859                  */
860                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
861         }
862 }
863
864 /*
865  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
866  */
867 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
868 {
869         return p->static_prio;
870 }
871
872 /*
873  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
874  * without taking RT-inheritance into account. Might be
875  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
876  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
877  * estimator recalculates.
878  */
879 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
880 {
881         int prio;
882
883         if (task_has_dl_policy(p))
884                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
885         else if (task_has_rt_policy(p))
886                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
887         else
888                 prio = __normal_prio(p);
889         return prio;
890 }
891
892 /*
893  * Calculate the current priority, i.e. the priority
894  * taken into account by the scheduler. This value might
895  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
896  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
897  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
898  */
899 static int effective_prio(struct task_struct *p)
900 {
901         p->normal_prio = normal_prio(p);
902         /*
903          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
904          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
905          * to the normal priority:
906          */
907         if (!rt_prio(p->prio))
908                 return p->normal_prio;
909         return p->prio;
910 }
911
912 /**
913  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
914  * @p: the task in question.
915  *
916  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
917  */
918 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
919 {
920         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
921 }
922
923 /*
924  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
925  * use the balance_callback list if you want balancing.
926  *
927  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
928  * balance_callback().
929  */
930 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
931                                        const struct sched_class *prev_class,
932                                        int oldprio)
933 {
934         if (prev_class != p->sched_class) {
935                 if (prev_class->switched_from)
936                         prev_class->switched_from(rq, p);
937
938                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
939         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
940                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
941 }
942
943 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
944 {
945         const struct sched_class *class;
946
947         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
948                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
949         } else {
950                 for_each_class(class) {
951                         if (class == rq->curr->sched_class)
952                                 break;
953                         if (class == p->sched_class) {
954                                 resched_curr(rq);
955                                 break;
956                         }
957                 }
958         }
959
960         /*
961          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
962          * this case, we can save a useless back to back clock update.
963          */
964         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
965                 rq_clock_skip_update(rq, true);
966 }
967
968 #ifdef CONFIG_SMP
969 /*
970  * This is how migration works:
971  *
972  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
973  *    stop_one_cpu().
974  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
975  *    off the CPU)
976  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
977  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
978  *    it and puts it into the right queue.
979  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
980  *    is done.
981  */
982
983 /*
984  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
985  *
986  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
987  */
988 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
989 {
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
993         dequeue_task(rq, p, 0);
994         set_task_cpu(p, new_cpu);
995         raw_spin_unlock(&rq->lock);
996
997         rq = cpu_rq(new_cpu);
998
999         raw_spin_lock(&rq->lock);
1000         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1001         enqueue_task(rq, p, 0);
1002         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1003         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1004
1005         return rq;
1006 }
1007
1008 struct migration_arg {
1009         struct task_struct *task;
1010         int dest_cpu;
1011 };
1012
1013 /*
1014  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1015  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1016  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1017  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1018  *
1019  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1020  * as the task is no longer on this CPU.
1021  */
1022 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1023 {
1024         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1025                 return rq;
1026
1027         /* Affinity changed (again). */
1028         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1029                 return rq;
1030
1031         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1032
1033         return rq;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1038  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1039  * 'pushing' onto another runqueue.
1040  */
1041 static int migration_cpu_stop(void *data)
1042 {
1043         struct migration_arg *arg = data;
1044         struct task_struct *p = arg->task;
1045         struct rq *rq = this_rq();
1046
1047         /*
1048          * The original target cpu might have gone down and we might
1049          * be on another cpu but it doesn't matter.
1050          */
1051         local_irq_disable();
1052         /*
1053          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1054          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1055          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1056          */
1057         sched_ttwu_pending();
1058
1059         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1060         raw_spin_lock(&rq->lock);
1061         /*
1062          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1063          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1064          * we're holding p->pi_lock.
1065          */
1066         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1067                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1068         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1069         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1070
1071         local_irq_enable();
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1077  * actually call this function.
1078  */
1079 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1080 {
1081         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1082         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1083 }
1084
1085 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1086 {
1087         struct rq *rq = task_rq(p);
1088         bool queued, running;
1089
1090         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1091
1092         queued = task_on_rq_queued(p);
1093         running = task_current(rq, p);
1094
1095         if (queued) {
1096                 /*
1097                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1098                  * holding rq->lock.
1099                  */
1100                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1101                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1102         }
1103         if (running)
1104                 put_prev_task(rq, p);
1105
1106         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1107
1108         if (running)
1109                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1110         if (queued)
1111                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1116  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1117  * is removed from the allowed bitmask.
1118  *
1119  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1120  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1121  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1122  */
1123 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1124                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1125 {
1126         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1127         unsigned int dest_cpu;
1128         struct rq_flags rf;
1129         struct rq *rq;
1130         int ret = 0;
1131
1132         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1133
1134         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1135                 /*
1136                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1137                  */
1138                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1139         }
1140
1141         /*
1142          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1143          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1144          */
1145         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1146                 ret = -EINVAL;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1151                 goto out;
1152
1153         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1154                 ret = -EINVAL;
1155                 goto out;
1156         }
1157
1158         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1159
1160         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1161                 /*
1162                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1163                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1164                  */
1165                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1166                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1167                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1168         }
1169
1170         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1171         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1172                 goto out;
1173
1174         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1175         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1176                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1177                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1178                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1179                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1180                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1181                 return 0;
1182         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1183                 /*
1184                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1185                  * afterwards anyway.
1186                  */
1187                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1188                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1189                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1190         }
1191 out:
1192         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1193
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1198 {
1199         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1200 }
1201 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1202
1203 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1204 {
1205 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1206         /*
1207          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1208          * ttwu() will sort out the placement.
1209          */
1210         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1211                         !p->on_rq);
1212
1213         /*
1214          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1215          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1216          * time relying on p->on_rq.
1217          */
1218         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1219                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1220                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1221
1222 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1223         /*
1224          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1225          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1226          *
1227          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1228          * see task_group().
1229          *
1230          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1231          * task_rq_lock().
1232          */
1233         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1234                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1235 #endif
1236 #endif
1237
1238         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1239
1240         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1241                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1242                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1243                 p->se.nr_migrations++;
1244                 perf_event_task_migrate(p);
1245         }
1246
1247         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1248 }
1249
1250 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1251 {
1252         if (task_on_rq_queued(p)) {
1253                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1254
1255                 src_rq = task_rq(p);
1256                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1257
1258                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1259                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1260                 set_task_cpu(p, cpu);
1261                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1262                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1263                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1264         } else {
1265                 /*
1266                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1267                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1268                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1269                  */
1270                 p->wake_cpu = cpu;
1271         }
1272 }
1273
1274 struct migration_swap_arg {
1275         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1276         int src_cpu, dst_cpu;
1277 };
1278
1279 static int migrate_swap_stop(void *data)
1280 {
1281         struct migration_swap_arg *arg = data;
1282         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1283         int ret = -EAGAIN;
1284
1285         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1286                 return -EAGAIN;
1287
1288         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1289         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1290
1291         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1292                         &arg->dst_task->pi_lock);
1293         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1294
1295         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1296                 goto unlock;
1297
1298         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1299                 goto unlock;
1300
1301         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1302                 goto unlock;
1303
1304         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1305                 goto unlock;
1306
1307         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1308         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1309
1310         ret = 0;
1311
1312 unlock:
1313         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1314         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1315         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1316
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Cross migrate two tasks
1322  */
1323 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1324 {
1325         struct migration_swap_arg arg;
1326         int ret = -EINVAL;
1327
1328         arg = (struct migration_swap_arg){
1329                 .src_task = cur,
1330                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1331                 .dst_task = p,
1332                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1333         };
1334
1335         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1336                 goto out;
1337
1338         /*
1339          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1340          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1341          */
1342         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1343                 goto out;
1344
1345         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1346                 goto out;
1347
1348         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1349                 goto out;
1350
1351         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1352         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1353
1354 out:
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1360  *
1361  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1362  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1363  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1364  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1365  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1366  * @p has remained unscheduled the whole time.
1367  *
1368  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1369  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1370  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1371  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1372  * waiting to become inactive.
1373  */
1374 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1375 {
1376         int running, queued;
1377         struct rq_flags rf;
1378         unsigned long ncsw;
1379         struct rq *rq;
1380
1381         for (;;) {
1382                 /*
1383                  * We do the initial early heuristics without holding
1384                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1385                  * the runqueue lock when things look like they will
1386                  * work out!
1387                  */
1388                 rq = task_rq(p);
1389
1390                 /*
1391                  * If the task is actively running on another CPU
1392                  * still, just relax and busy-wait without holding
1393                  * any locks.
1394                  *
1395                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1396                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1397                  * But we don't care, since "task_running()" will
1398                  * return false if the runqueue has changed and p
1399                  * is actually now running somewhere else!
1400                  */
1401                 while (task_running(rq, p)) {
1402                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1403                                 return 0;
1404                         cpu_relax();
1405                 }
1406
1407                 /*
1408                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1409                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1410                  * just go back and repeat.
1411                  */
1412                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1413                 trace_sched_wait_task(p);
1414                 running = task_running(rq, p);
1415                 queued = task_on_rq_queued(p);
1416                 ncsw = 0;
1417                 if (!match_state || p->state == match_state)
1418                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1419                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1420
1421                 /*
1422                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1423                  */
1424                 if (unlikely(!ncsw))
1425                         break;
1426
1427                 /*
1428                  * Was it really running after all now that we
1429                  * checked with the proper locks actually held?
1430                  *
1431                  * Oops. Go back and try again..
1432                  */
1433                 if (unlikely(running)) {
1434                         cpu_relax();
1435                         continue;
1436                 }
1437
1438                 /*
1439                  * It's not enough that it's not actively running,
1440                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1441                  * preempted!
1442                  *
1443                  * So if it was still runnable (but just not actively
1444                  * running right now), it's preempted, and we should
1445                  * yield - it could be a while.
1446                  */
1447                 if (unlikely(queued)) {
1448                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1449
1450                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1451                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1452                         continue;
1453                 }
1454
1455                 /*
1456                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1457                  * runnable, which means that it will never become
1458                  * running in the future either. We're all done!
1459                  */
1460                 break;
1461         }
1462
1463         return ncsw;
1464 }
1465
1466 /***
1467  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1468  * @p: the to-be-kicked thread
1469  *
1470  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1471  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1472  *
1473  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1474  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1475  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1476  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1477  * achieved as well.
1478  */
1479 void kick_process(struct task_struct *p)
1480 {
1481         int cpu;
1482
1483         preempt_disable();
1484         cpu = task_cpu(p);
1485         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1486                 smp_send_reschedule(cpu);
1487         preempt_enable();
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1490
1491 /*
1492  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1493  *
1494  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1495  *
1496  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1497  *
1498  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1499  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1500  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1501  *    see it.
1502  *
1503  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1504  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1505  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1506  *    off.
1507  *
1508  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1509  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1510  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1511  * to satisfy the above rules.
1512  */
1513 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1514 {
1515         int nid = cpu_to_node(cpu);
1516         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1517         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1518         int dest_cpu;
1519
1520         /*
1521          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1522          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1523          * select the cpu on the other node.
1524          */
1525         if (nid != -1) {
1526                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1527
1528                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1529                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1530                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1531                                 continue;
1532                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1533                                 return dest_cpu;
1534                 }
1535         }
1536
1537         for (;;) {
1538                 /* Any allowed, online CPU? */
1539                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1540                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1541                                 continue;
1542                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1543                                 continue;
1544                         goto out;
1545                 }
1546
1547                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1548                 switch (state) {
1549                 case cpuset:
1550                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1551                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1552                                 state = possible;
1553                                 break;
1554                         }
1555                         /* fall-through */
1556                 case possible:
1557                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1558                         state = fail;
1559                         break;
1560
1561                 case fail:
1562                         BUG();
1563                         break;
1564                 }
1565         }
1566
1567 out:
1568         if (state != cpuset) {
1569                 /*
1570                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1571                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1572                  * leave kernel.
1573                  */
1574                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1575                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1576                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1577                 }
1578         }
1579
1580         return dest_cpu;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1585  */
1586 static inline
1587 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1588 {
1589         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1590
1591         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1592                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1593         else
1594                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1595
1596         /*
1597          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1598          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1599          * cpu.
1600          *
1601          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1602          *
1603          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1604          *   not worry about this generic constraint ]
1605          */
1606         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1607                      !cpu_online(cpu)))
1608                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1609
1610         return cpu;
1611 }
1612
1613 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1614 {
1615         s64 diff = sample - *avg;
1616         *avg += diff >> 3;
1617 }
1618
1619 #else
1620
1621 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1622                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1623 {
1624         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1625 }
1626
1627 #endif /* CONFIG_SMP */
1628
1629 static void
1630 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1631 {
1632 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1633         struct rq *rq = this_rq();
1634
1635 #ifdef CONFIG_SMP
1636         int this_cpu = smp_processor_id();
1637
1638         if (cpu == this_cpu) {
1639                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1640                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1641         } else {
1642                 struct sched_domain *sd;
1643
1644                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1645                 rcu_read_lock();
1646                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1647                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1648                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1649                                 break;
1650                         }
1651                 }
1652                 rcu_read_unlock();
1653         }
1654
1655         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1656                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1657
1658 #endif /* CONFIG_SMP */
1659
1660         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1661         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1662
1663         if (wake_flags & WF_SYNC)
1664                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1665
1666 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1667 }
1668
1669 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1670 {
1671         activate_task(rq, p, en_flags);
1672         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1673
1674         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1675         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1676                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1681  */
1682 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1683                            struct pin_cookie cookie)
1684 {
1685         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1686         p->state = TASK_RUNNING;
1687         trace_sched_wakeup(p);
1688
1689 #ifdef CONFIG_SMP
1690         if (p->sched_class->task_woken) {
1691                 /*
1692                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1693                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1694                  */
1695                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1696                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1697                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1698         }
1699
1700         if (rq->idle_stamp) {
1701                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1702                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1703
1704                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1705
1706                 if (rq->avg_idle > max)
1707                         rq->avg_idle = max;
1708
1709                 rq->idle_stamp = 0;
1710         }
1711 #endif
1712 }
1713
1714 static void
1715 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1716                  struct pin_cookie cookie)
1717 {
1718         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1719
1720         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1721
1722 #ifdef CONFIG_SMP
1723         if (p->sched_contributes_to_load)
1724                 rq->nr_uninterruptible--;
1725
1726         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1727                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1728 #endif
1729
1730         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1731         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, cookie);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1736  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1737  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1738  * the task is still ->on_rq.
1739  */
1740 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1741 {
1742         struct rq_flags rf;
1743         struct rq *rq;
1744         int ret = 0;
1745
1746         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1747         if (task_on_rq_queued(p)) {
1748                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1749                 update_rq_clock(rq);
1750                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf.cookie);
1751                 ret = 1;
1752         }
1753         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1754
1755         return ret;
1756 }
1757
1758 #ifdef CONFIG_SMP
1759 void sched_ttwu_pending(void)
1760 {
1761         struct rq *rq = this_rq();
1762         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1763         struct pin_cookie cookie;
1764         struct task_struct *p;
1765         unsigned long flags;
1766
1767         if (!llist)
1768                 return;
1769
1770         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1771         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1772
1773         while (llist) {
1774                 int wake_flags = 0;
1775
1776                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1777                 llist = llist_next(llist);
1778
1779                 if (p->sched_remote_wakeup)
1780                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1781
1782                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1783         }
1784
1785         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1786         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1787 }
1788
1789 void scheduler_ipi(void)
1790 {
1791         /*
1792          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1793          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1794          * this IPI.
1795          */
1796         preempt_fold_need_resched();
1797
1798         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1799                 return;
1800
1801         /*
1802          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1803          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1804          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1805          * we do call them.
1806          *
1807          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1808          * properly.
1809          *
1810          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1811          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1812          * somewhat pessimize the simple resched case.
1813          */
1814         irq_enter();
1815         sched_ttwu_pending();
1816
1817         /*
1818          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1819          */
1820         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1821                 this_rq()->idle_balance = 1;
1822                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1823         }
1824         irq_exit();
1825 }
1826
1827 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1828 {
1829         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1830
1831         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1832
1833         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1834                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1835                         smp_send_reschedule(cpu);
1836                 else
1837                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1838         }
1839 }
1840
1841 void wake_up_if_idle(int cpu)
1842 {
1843         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1844         unsigned long flags;
1845
1846         rcu_read_lock();
1847
1848         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1849                 goto out;
1850
1851         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1852                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1853         } else {
1854                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1855                 if (is_idle_task(rq->curr))
1856                         smp_send_reschedule(cpu);
1857                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1858                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1859         }
1860
1861 out:
1862         rcu_read_unlock();
1863 }
1864
1865 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1866 {
1867         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1868 }
1869 #endif /* CONFIG_SMP */
1870
1871 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1872 {
1873         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1874         struct pin_cookie cookie;
1875
1876 #if defined(CONFIG_SMP)
1877         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1878                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1879                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1880                 return;
1881         }
1882 #endif
1883
1884         raw_spin_lock(&rq->lock);
1885         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1886         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1887         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1888         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1893  *
1894  *  MIGRATION
1895  *
1896  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1897  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1898  * execution on its new cpu [c1].
1899  *
1900  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1901  *
1902  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1903  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1904  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1905  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1906  *
1907  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1908  * Note: we only require RCpc transitivity.
1909  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1910  *
1911  * Example:
1912  *
1913  *   CPU0            CPU1            CPU2
1914  *
1915  *   LOCK rq(0)->lock
1916  *   sched-out X
1917  *   sched-in Y
1918  *   UNLOCK rq(0)->lock
1919  *
1920  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1921  *                                   dequeue X
1922  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1923  *
1924  *                                   LOCK rq(1)->lock
1925  *                                   enqueue X
1926  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1927  *
1928  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1929  *                   sched-out Z
1930  *                   sched-in X
1931  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1932  *
1933  *
1934  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1935  *
1936  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1937  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1938  * chain to provide order. Instead we do:
1939  *
1940  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1941  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1942  *
1943  * Example:
1944  *
1945  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1946  *
1947  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1948  *   dequeue X
1949  *   sched-out X
1950  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1951  *
1952  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1953  *                    X->state = WAKING
1954  *                    set_task_cpu(X,2)
1955  *
1956  *                    LOCK rq(2)->lock
1957  *                    enqueue X
1958  *                    X->state = RUNNING
1959  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1960  *
1961  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1962  *                                          sched-out Z
1963  *                                          sched-in X
1964  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1965  *
1966  *                    UNLOCK X->pi_lock
1967  *   UNLOCK rq(0)->lock
1968  *
1969  *
1970  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1971  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1972  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1973  * its wakeup.
1974  *
1975  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1976  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1977  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1978  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1979  *
1980  */
1981
1982 /**
1983  * try_to_wake_up - wake up a thread
1984  * @p: the thread to be awakened
1985  * @state: the mask of task states that can be woken
1986  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1987  *
1988  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1989  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1990  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1991  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1992  * runnable without the overhead of this.
1993  *
1994  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1995  * or @state didn't match @p's state.
1996  */
1997 static int
1998 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1999 {
2000         unsigned long flags;
2001         int cpu, success = 0;
2002
2003         /*
2004          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2005          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2006          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2007          * set_current_state() the waiting thread does.
2008          */
2009         smp_mb__before_spinlock();
2010         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2011         if (!(p->state & state))
2012                 goto out;
2013
2014         trace_sched_waking(p);
2015
2016         success = 1; /* we're going to change ->state */
2017         cpu = task_cpu(p);
2018
2019         /*
2020          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2021          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2022          * in smp_cond_load_acquire() below.
2023          *
2024          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2025          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2026          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2027          *                              \
2028          *                               +---   RMB
2029          * schedule()                   /
2030          *       LOCK rq->lock    -----'
2031          *       UNLOCK rq->lock
2032          *
2033          * [task p]
2034          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2035          *
2036          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2037          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2038          * current.
2039          */
2040         smp_rmb();
2041         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2042                 goto stat;
2043
2044 #ifdef CONFIG_SMP
2045         /*
2046          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2047          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2048          *
2049          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2050          * from the runqueue.
2051          *
2052          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2053          *      UNLOCK rq->lock
2054          *                      RMB
2055          *      LOCK   rq->lock
2056          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2057          *
2058          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2059          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2060          * task, the second putting it to sleep.
2061          */
2062         smp_rmb();
2063
2064         /*
2065          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2066          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2067          *
2068          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2069          *
2070          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2071          * their previous state and preserve Program Order.
2072          */
2073         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2074
2075         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2076         p->state = TASK_WAKING;
2077
2078         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2079         if (task_cpu(p) != cpu) {
2080                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2081                 set_task_cpu(p, cpu);
2082         }
2083 #endif /* CONFIG_SMP */
2084
2085         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2086 stat:
2087         if (schedstat_enabled())
2088                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2089 out:
2090         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2091
2092         return success;
2093 }
2094
2095 /**
2096  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2097  * @p: the thread to be awakened
2098  *
2099  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2100  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2101  * the current task.
2102  */
2103 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct pin_cookie cookie)
2104 {
2105         struct rq *rq = task_rq(p);
2106
2107         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2108             WARN_ON_ONCE(p == current))
2109                 return;
2110
2111         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2112
2113         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2114                 /*
2115                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2116                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2117                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2118                  * not yet picked a replacement task.
2119                  */
2120                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2121                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2122                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2123                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2124                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
2125         }
2126
2127         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2128                 goto out;
2129
2130         trace_sched_waking(p);
2131
2132         if (!task_on_rq_queued(p))
2133                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2134
2135         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, cookie);
2136         if (schedstat_enabled())
2137                 ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2138 out:
2139         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2140 }
2141
2142 /**
2143  * wake_up_process - Wake up a specific process
2144  * @p: The process to be woken up.
2145  *
2146  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2147  * processes.
2148  *
2149  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2150  *
2151  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2152  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2153  */
2154 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2155 {
2156         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2157 }
2158 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2159
2160 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2161 {
2162         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2163 }
2164
2165 /*
2166  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2167  */
2168 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2169 {
2170         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2171
2172         dl_se->dl_runtime = 0;
2173         dl_se->dl_deadline = 0;
2174         dl_se->dl_period = 0;
2175         dl_se->flags = 0;
2176         dl_se->dl_bw = 0;
2177
2178         dl_se->dl_throttled = 0;
2179         dl_se->dl_yielded = 0;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2184  * p is forked by current.
2185  *
2186  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2187  */
2188 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2189 {
2190         p->on_rq                        = 0;
2191
2192         p->se.on_rq                     = 0;
2193         p->se.exec_start                = 0;
2194         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2195         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2196         p->se.nr_migrations             = 0;
2197         p->se.vruntime                  = 0;
2198         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2199
2200 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2201         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2202 #endif
2203
2204 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2205         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2206         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2207 #endif
2208
2209         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2210         init_dl_task_timer(&p->dl);
2211         __dl_clear_params(p);
2212
2213         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2214         p->rt.timeout           = 0;
2215         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2216         p->rt.on_rq             = 0;
2217         p->rt.on_list           = 0;
2218
2219 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2220         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2221 #endif
2222
2223 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2224         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2225                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2226                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2227         }
2228
2229         if (clone_flags & CLONE_VM)
2230                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2231         else
2232                 p->numa_preferred_nid = -1;
2233
2234         p->node_stamp = 0ULL;
2235         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2236         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2237         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2238         p->numa_faults = NULL;
2239         p->last_task_numa_placement = 0;
2240         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2241
2242         p->numa_group = NULL;
2243 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2244 }
2245
2246 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2247
2248 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2249
2250 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2251 {
2252         if (enabled)
2253                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2254         else
2255                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2256 }
2257
2258 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2259 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2260                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2261 {
2262         struct ctl_table t;
2263         int err;
2264         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2265
2266         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2267                 return -EPERM;
2268
2269         t = *table;
2270         t.data = &state;
2271         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2272         if (err < 0)
2273                 return err;
2274         if (write)
2275                 set_numabalancing_state(state);
2276         return err;
2277 }
2278 #endif
2279 #endif
2280
2281 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2282
2283 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2284 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2285
2286 static void set_schedstats(bool enabled)
2287 {
2288         if (enabled)
2289                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2290         else
2291                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2292 }
2293
2294 void force_schedstat_enabled(void)
2295 {
2296         if (!schedstat_enabled()) {
2297                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2298                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2299         }
2300 }
2301
2302 static int __init setup_schedstats(char *str)
2303 {
2304         int ret = 0;
2305         if (!str)
2306                 goto out;
2307
2308         /*
2309          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2310          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2311          * variable so init_schedstats() can do it later.
2312          */
2313         if (!strcmp(str, "enable")) {
2314                 __sched_schedstats = true;
2315                 ret = 1;
2316         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2317                 __sched_schedstats = false;
2318                 ret = 1;
2319         }
2320 out:
2321         if (!ret)
2322                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2323
2324         return ret;
2325 }
2326 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2327
2328 static void __init init_schedstats(void)
2329 {
2330         set_schedstats(__sched_schedstats);
2331 }
2332
2333 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2334 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2335                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2336 {
2337         struct ctl_table t;
2338         int err;
2339         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2340
2341         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2342                 return -EPERM;
2343
2344         t = *table;
2345         t.data = &state;
2346         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2347         if (err < 0)
2348                 return err;
2349         if (write)
2350                 set_schedstats(state);
2351         return err;
2352 }
2353 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2354 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2355 static inline void init_schedstats(void) {}
2356 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2357
2358 /*
2359  * fork()/clone()-time setup:
2360  */
2361 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2362 {
2363         unsigned long flags;
2364         int cpu = get_cpu();
2365
2366         __sched_fork(clone_flags, p);
2367         /*
2368          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2369          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2370          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2371          */
2372         p->state = TASK_NEW;
2373
2374         /*
2375          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2376          */
2377         p->prio = current->normal_prio;
2378
2379         /*
2380          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2381          */
2382         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2383                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2384                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2385                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2386                         p->rt_priority = 0;
2387                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2388                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2389
2390                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2391                 set_load_weight(p);
2392
2393                 /*
2394                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2395                  * fulfilled its duty:
2396                  */
2397                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2398         }
2399
2400         if (dl_prio(p->prio)) {
2401                 put_cpu();
2402                 return -EAGAIN;
2403         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2404                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2405         } else {
2406                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2407         }
2408
2409         init_entity_runnable_average(&p->se);
2410
2411         /*
2412          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2413          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2414          * is ran before sched_fork().
2415          *
2416          * Silence PROVE_RCU.
2417          */
2418         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2419         /*
2420          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2421          * so use __set_task_cpu().
2422          */
2423         __set_task_cpu(p, cpu);
2424         if (p->sched_class->task_fork)
2425                 p->sched_class->task_fork(p);
2426         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2427
2428 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2429         if (likely(sched_info_on()))
2430                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2431 #endif
2432 #if defined(CONFIG_SMP)
2433         p->on_cpu = 0;
2434 #endif
2435         init_task_preempt_count(p);
2436 #ifdef CONFIG_SMP
2437         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2438         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2439 #endif
2440
2441         put_cpu();
2442         return 0;
2443 }
2444
2445 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2446 {
2447         if (runtime == RUNTIME_INF)
2448                 return 1ULL << 20;
2449
2450         /*
2451          * Doing this here saves a lot of checks in all
2452          * the calling paths, and returning zero seems
2453          * safe for them anyway.
2454          */
2455         if (period == 0)
2456                 return 0;
2457
2458         return div64_u64(runtime << 20, period);
2459 }
2460
2461 #ifdef CONFIG_SMP
2462 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2463 {
2464         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2465                          "sched RCU must be held");
2466         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2467 }
2468
2469 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2470 {
2471         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2472         int cpus = 0;
2473
2474         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2475                          "sched RCU must be held");
2476         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2477                 cpus++;
2478
2479         return cpus;
2480 }
2481 #else
2482 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2483 {
2484         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2485 }
2486
2487 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2488 {
2489         return 1;
2490 }
2491 #endif
2492
2493 /*
2494  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2495  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2496  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2497  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2498  *
2499  * This function is called while holding p's rq->lock.
2500  *
2501  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2502  * __setparam_dl().
2503  */
2504 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2505                        const struct sched_attr *attr)
2506 {
2507
2508         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2509         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2510         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2511         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2512         int cpus, err = -1;
2513
2514         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2515         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2516                 return 0;
2517
2518         /*
2519          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2520          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2521          * allocated bandwidth of the container.
2522          */
2523         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2524         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2525         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2526             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2527                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2528                 err = 0;
2529         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2530                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2531                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2532                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2533                 err = 0;
2534         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2535                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2536                 err = 0;
2537         }
2538         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2539
2540         return err;
2541 }
2542
2543 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2544
2545 /*
2546  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2547  *
2548  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2549  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2550  * on the runqueue and wakes it.
2551  */
2552 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2553 {
2554         struct rq_flags rf;
2555         struct rq *rq;
2556
2557         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2558         p->state = TASK_RUNNING;
2559 #ifdef CONFIG_SMP
2560         /*
2561          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2562          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2563          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2564          *
2565          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2566          * as we're not fully set-up yet.
2567          */
2568         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2569 #endif
2570         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2571         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2572
2573         activate_task(rq, p, 0);
2574         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2575         trace_sched_wakeup_new(p);
2576         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2577 #ifdef CONFIG_SMP
2578         if (p->sched_class->task_woken) {
2579                 /*
2580                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2581                  * drop it.
2582                  */
2583                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2584                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2585                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2586         }
2587 #endif
2588         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2592
2593 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2594
2595 void preempt_notifier_inc(void)
2596 {
2597         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2598 }
2599 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2600
2601 void preempt_notifier_dec(void)
2602 {
2603         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2606
2607 /**
2608  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2609  * @notifier: notifier struct to register
2610  */
2611 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2612 {
2613         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2614                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2615
2616         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2617 }
2618 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2619
2620 /**
2621  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2622  * @notifier: notifier struct to unregister
2623  *
2624  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2625  */
2626 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2627 {
2628         hlist_del(&notifier->link);
2629 }
2630 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2631
2632 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2633 {
2634         struct preempt_notifier *notifier;
2635
2636         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2637                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2638 }
2639
2640 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2641 {
2642         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2643                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2644 }
2645
2646 static void
2647 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2648                                    struct task_struct *next)
2649 {
2650         struct preempt_notifier *notifier;
2651
2652         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2653                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2654 }
2655
2656 static __always_inline void
2657 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2658                                  struct task_struct *next)
2659 {
2660         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2661                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2662 }
2663
2664 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2665
2666 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2667 {
2668 }
2669
2670 static inline void
2671 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2672                                  struct task_struct *next)
2673 {
2674 }
2675
2676 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2677
2678 /**
2679  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2680  * @rq: the runqueue preparing to switch
2681  * @prev: the current task that is being switched out
2682  * @next: the task we are going to switch to.
2683  *
2684  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2685  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2686  * switch.
2687  *
2688  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2689  * hooks.
2690  */
2691 static inline void
2692 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2693                     struct task_struct *next)
2694 {
2695         sched_info_switch(rq, prev, next);
2696         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2697         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2698         prepare_lock_switch(rq, next);
2699         prepare_arch_switch(next);
2700 }
2701
2702 /**
2703  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2704  * @prev: the thread we just switched away from.
2705  *
2706  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2707  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2708  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2709  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2710  *
2711  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2712  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2713  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2714  * details.)
2715  *
2716  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2717  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2718  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2719  * because prev may have moved to another CPU.
2720  */
2721 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2722         __releases(rq->lock)
2723 {
2724         struct rq *rq = this_rq();
2725         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2726         long prev_state;
2727
2728         /*
2729          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2730          * because it left us after:
2731          *
2732          *      schedule()
2733          *        preempt_disable();                    // 1
2734          *        __schedule()
2735          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2736          *
2737          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2738          */
2739         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2740                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2741                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2742                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2743
2744         rq->prev_mm = NULL;
2745
2746         /*
2747          * A task struct has one reference for the use as "current".
2748          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2749          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2750          * the scheduled task must drop that reference.
2751          *
2752          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2753          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2754          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2755          * transition, resulting in a double drop.
2756          */
2757         prev_state = prev->state;
2758         vtime_task_switch(prev);
2759         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2760         finish_lock_switch(rq, prev);
2761         finish_arch_post_lock_switch();
2762
2763         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2764         if (mm)
2765                 mmdrop(mm);
2766         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2767                 if (prev->sched_class->task_dead)
2768                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2769
2770                 /*
2771                  * Remove function-return probe instances associated with this
2772                  * task and put them back on the free list.
2773                  */
2774                 kprobe_flush_task(prev);
2775
2776                 /* Task is done with its stack. */
2777                 put_task_stack(prev);
2778
2779                 put_task_struct(prev);
2780         }
2781
2782         tick_nohz_task_switch();
2783         return rq;
2784 }
2785
2786 #ifdef CONFIG_SMP
2787
2788 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2789 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2790 {
2791         struct callback_head *head, *next;
2792         void (*func)(struct rq *rq);
2793         unsigned long flags;
2794
2795         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2796         head = rq->balance_callback;
2797         rq->balance_callback = NULL;
2798         while (head) {
2799                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2800                 next = head->next;
2801                 head->next = NULL;
2802                 head = next;
2803
2804                 func(rq);
2805         }
2806         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2807 }
2808
2809 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2810 {
2811         if (unlikely(rq->balance_callback))
2812                 __balance_callback(rq);
2813 }
2814
2815 #else
2816
2817 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2818 {
2819 }
2820
2821 #endif
2822
2823 /**
2824  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2825  * @prev: the thread we just switched away from.
2826  */
2827 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2828         __releases(rq->lock)
2829 {
2830         struct rq *rq;
2831
2832         /*
2833          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2834          * finish_task_switch() for details.
2835          *
2836          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2837          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2838          * PREEMPT_COUNT kernels).
2839          */
2840
2841         rq = finish_task_switch(prev);
2842         balance_callback(rq);
2843         preempt_enable();
2844
2845         if (current->set_child_tid)
2846                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2847 }
2848
2849 /*
2850  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2851  */
2852 static __always_inline struct rq *
2853 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2854                struct task_struct *next, struct pin_cookie cookie)
2855 {
2856         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2857
2858         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2859
2860         mm = next->mm;
2861         oldmm = prev->active_mm;
2862         /*
2863          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2864          * combine the page table reload and the switch backend into
2865          * one hypercall.
2866          */
2867         arch_start_context_switch(prev);
2868
2869         if (!mm) {
2870                 next->active_mm = oldmm;
2871                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2872                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2873         } else
2874                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2875
2876         if (!prev->mm) {
2877                 prev->active_mm = NULL;
2878                 rq->prev_mm = oldmm;
2879         }
2880         /*
2881          * Since the runqueue lock will be released by the next
2882          * task (which is an invalid locking op but in the case
2883          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2884          * do an early lockdep release here:
2885          */
2886         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2887         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2888
2889         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2890         switch_to(prev, next, prev);
2891         barrier();
2892
2893         return finish_task_switch(prev);
2894 }
2895
2896 /*
2897  * nr_running and nr_context_switches:
2898  *
2899  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2900  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2901  */
2902 unsigned long nr_running(void)
2903 {
2904         unsigned long i, sum = 0;
2905
2906         for_each_online_cpu(i)
2907                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2908
2909         return sum;
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Check if only the current task is running on the cpu.
2914  *
2915  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2916  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2917  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2918  *
2919  * - from a non-preemptable section (of course)
2920  *
2921  * - from a thread that is bound to a single CPU
2922  *
2923  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2924  */
2925 bool single_task_running(void)
2926 {
2927         return raw_rq()->nr_running == 1;
2928 }
2929 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2930
2931 unsigned long long nr_context_switches(void)
2932 {
2933         int i;
2934         unsigned long long sum = 0;
2935
2936         for_each_possible_cpu(i)
2937                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2938
2939         return sum;
2940 }
2941
2942 unsigned long nr_iowait(void)
2943 {
2944         unsigned long i, sum = 0;
2945
2946         for_each_possible_cpu(i)
2947                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2948
2949         return sum;
2950 }
2951
2952 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2953 {
2954         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2955         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2956 }
2957
2958 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2959 {
2960         struct rq *rq = this_rq();
2961         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2962         *load = rq->load.weight;
2963 }
2964
2965 #ifdef CONFIG_SMP
2966
2967 /*
2968  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2969  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2970  */
2971 void sched_exec(void)
2972 {
2973         struct task_struct *p = current;
2974         unsigned long flags;
2975         int dest_cpu;
2976
2977         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2978         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2979         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2980                 goto unlock;
2981
2982         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2983                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2984
2985                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2986                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2987                 return;
2988         }
2989 unlock:
2990         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2991 }
2992
2993 #endif
2994
2995 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2996 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2997
2998 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2999 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3000
3001 /*
3002  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3003  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3004  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3005  * Prefetching this data results in improved performance.
3006  */
3007 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3008 {
3009 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3010         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3011 #else
3012         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3013 #endif
3014         prefetch(curr);
3015         prefetch(&curr->exec_start);
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Return accounted runtime for the task.
3020  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3021  * pending runtime that have not been accounted yet.
3022  */
3023 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3024 {
3025         struct rq_flags rf;
3026         struct rq *rq;
3027         u64 ns;
3028
3029 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3030         /*
3031          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3032          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3033          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3034          *
3035          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3036          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3037          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3038          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3039          * been accounted, so we're correct here as well.
3040          */
3041         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3042                 return p->se.sum_exec_runtime;
3043 #endif
3044
3045         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3046         /*
3047          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3048          * project cycles that may never be accounted to this
3049          * thread, breaking clock_gettime().
3050          */
3051         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3052                 prefetch_curr_exec_start(p);
3053                 update_rq_clock(rq);
3054                 p->sched_class->update_curr(rq);
3055         }
3056         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3057         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3058
3059         return ns;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3064  * We call it with interrupts disabled.
3065  */
3066 void scheduler_tick(void)
3067 {
3068         int cpu = smp_processor_id();
3069         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3070         struct task_struct *curr = rq->curr;
3071
3072         sched_clock_tick();
3073
3074         raw_spin_lock(&rq->lock);
3075         update_rq_clock(rq);
3076         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3077         cpu_load_update_active(rq);
3078         calc_global_load_tick(rq);
3079         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3080
3081         perf_event_task_tick();
3082
3083 #ifdef CONFIG_SMP
3084         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3085         trigger_load_balance(rq);
3086 #endif
3087         rq_last_tick_reset(rq);
3088 }
3089
3090 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3091 /**
3092  * scheduler_tick_max_deferment
3093  *
3094  * Keep at least one tick per second when a single
3095  * active task is running because the scheduler doesn't
3096  * yet completely support full dynticks environment.
3097  *
3098  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3099  * balancing, etc... continue to move forward, even
3100  * with a very low granularity.
3101  *
3102  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3103  */
3104 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3105 {
3106         struct rq *rq = this_rq();
3107         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3108
3109         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3110
3111         if (time_before_eq(next, now))
3112                 return 0;
3113
3114         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3115 }
3116 #endif
3117
3118 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3119                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3120 /*
3121  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3122  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3123  */
3124 static inline void preempt_latency_start(int val)
3125 {
3126         if (preempt_count() == val) {
3127                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3128 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3129                 current->preempt_disable_ip = ip;
3130 #endif
3131                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3132         }
3133 }
3134
3135 void preempt_count_add(int val)
3136 {
3137 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3138         /*
3139          * Underflow?
3140          */
3141         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3142                 return;
3143 #endif
3144         __preempt_count_add(val);
3145 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3146         /*
3147          * Spinlock count overflowing soon?
3148          */
3149         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3150                                 PREEMPT_MASK - 10);
3151 #endif
3152         preempt_latency_start(val);
3153 }
3154 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3155 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3156
3157 /*
3158  * If the value passed in equals to the current preempt count
3159  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3160  */
3161 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3162 {
3163         if (preempt_count() == val)
3164                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3165 }
3166
3167 void preempt_count_sub(int val)
3168 {
3169 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3170         /*
3171          * Underflow?
3172          */
3173         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3174                 return;
3175         /*
3176          * Is the spinlock portion underflowing?
3177          */
3178         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3179                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3180                 return;
3181 #endif
3182
3183         preempt_latency_stop(val);
3184         __preempt_count_sub(val);
3185 }
3186 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3187 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3188
3189 #else
3190 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3191 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3192 #endif
3193
3194 /*
3195  * Print scheduling while atomic bug:
3196  */
3197 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3198 {
3199         if (oops_in_progress)
3200                 return;
3201
3202         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3203                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3204
3205         debug_show_held_locks(prev);
3206         print_modules();
3207         if (irqs_disabled())
3208                 print_irqtrace_events(prev);
3209 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3210         if (in_atomic_preempt_off()) {
3211                 pr_err("Preemption disabled at:");
3212                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
3213                 pr_cont("\n");
3214         }
3215 #endif
3216         if (panic_on_warn)
3217                 panic("scheduling while atomic\n");
3218
3219         dump_stack();
3220         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3221 }
3222
3223 /*
3224  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3225  */
3226 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3227 {
3228 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3229         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3230                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3231 #endif
3232
3233         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3234                 __schedule_bug(prev);
3235                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3236         }
3237         rcu_sleep_check();
3238
3239         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3240
3241         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Pick up the highest-prio task:
3246  */
3247 static inline struct task_struct *
3248 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
3249 {
3250         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3251         struct task_struct *p;
3252
3253         /*
3254          * Optimization: we know that if all tasks are in
3255          * the fair class we can call that function directly:
3256          */
3257         if (likely(prev->sched_class == class &&
3258                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3259                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3260                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3261                         goto again;
3262
3263                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3264                 if (unlikely(!p))
3265                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3266
3267                 return p;
3268         }
3269
3270 again:
3271         for_each_class(class) {
3272                 p = class->pick_next_task(rq, prev, cookie);
3273                 if (p) {
3274                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3275                                 goto again;
3276                         return p;
3277                 }
3278         }
3279
3280         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3281 }
3282
3283 /*
3284  * __schedule() is the main scheduler function.
3285  *
3286  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3287  *
3288  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3289  *
3290  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3291  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3292  *
3293  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3294  *      interrupt handler scheduler_tick().
3295  *
3296  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3297  *      task to the run-queue and that's it.
3298  *
3299  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3300  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3301  *      called on the nearest possible occasion:
3302  *
3303  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3304  *
3305  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3306  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3307  *           spin_unlock()!)
3308  *
3309  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3310  *           preemptible context
3311  *
3312  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3313  *         then at the next:
3314  *
3315  *          - cond_resched() call
3316  *          - explicit schedule() call
3317  *          - return from syscall or exception to user-space
3318  *          - return from interrupt-handler to user-space
3319  *
3320  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3321  */
3322 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3323 {
3324         struct task_struct *prev, *next;
3325         unsigned long *switch_count;
3326         struct pin_cookie cookie;
3327         struct rq *rq;
3328         int cpu;
3329
3330         cpu = smp_processor_id();
3331         rq = cpu_rq(cpu);
3332         prev = rq->curr;
3333
3334         /*
3335          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3336          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3337          * inconsistent (higher) preempt count.
3338          *
3339          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3340          * about this.
3341          */
3342         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3343                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3344
3345         schedule_debug(prev);
3346
3347         if (sched_feat(HRTICK))
3348                 hrtick_clear(rq);
3349
3350         local_irq_disable();
3351         rcu_note_context_switch();
3352
3353         /*
3354          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3355          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3356          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3357          */
3358         smp_mb__before_spinlock();
3359         raw_spin_lock(&rq->lock);
3360         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3361
3362         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3363
3364         switch_count = &prev->nivcsw;
3365         if (!preempt && prev->state) {
3366                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3367                         prev->state = TASK_RUNNING;
3368                 } else {
3369                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3370                         prev->on_rq = 0;
3371
3372                         /*
3373                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3374                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3375                          * concurrency.
3376                          */
3377                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3378                                 struct task_struct *to_wakeup;
3379
3380                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3381                                 if (to_wakeup)
3382                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, cookie);
3383                         }
3384                 }
3385                 switch_count = &prev->nvcsw;
3386         }
3387
3388         if (task_on_rq_queued(prev))
3389                 update_rq_clock(rq);
3390
3391         next = pick_next_task(rq, prev, cookie);
3392         clear_tsk_need_resched(prev);
3393         clear_preempt_need_resched();
3394         rq->clock_skip_update = 0;
3395
3396         if (likely(prev != next)) {
3397                 rq->nr_switches++;
3398                 rq->curr = next;
3399                 ++*switch_count;
3400
3401                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3402                 rq = context_switch(rq, prev, next, cookie); /* unlocks the rq */
3403         } else {
3404                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
3405                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3406         }
3407
3408         balance_callback(rq);
3409 }
3410
3411 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3412 {
3413         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3414                 return;
3415         /*
3416          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3417          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3418          */
3419         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3420                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3421 }
3422
3423 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3424 {
3425         struct task_struct *tsk = current;
3426
3427         sched_submit_work(tsk);
3428         do {
3429                 preempt_disable();
3430                 __schedule(false);
3431                 sched_preempt_enable_no_resched();
3432         } while (need_resched());
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3435
3436 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3437 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3438 {
3439         /*
3440          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3441          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3442          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3443          * we find a better solution.
3444          *
3445          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3446          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3447          * too frequently to make sense yet.
3448          */
3449         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3450         schedule();
3451         exception_exit(prev_state);
3452 }
3453 #endif
3454
3455 /**
3456  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3457  *
3458  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3459  */
3460 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3461 {
3462         sched_preempt_enable_no_resched();
3463         schedule();
3464         preempt_disable();
3465 }
3466
3467 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3468 {
3469         do {
3470                 /*
3471                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3472                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3473                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3474                  * by the function tracer will call this function again and
3475                  * cause infinite recursion.
3476                  *
3477                  * Preemption must be disabled here before the function
3478                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3479                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3480                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3481                  * which can also be traced by the function tracer.
3482                  */
3483                 preempt_disable_notrace();
3484                 preempt_latency_start(1);
3485                 __schedule(true);
3486                 preempt_latency_stop(1);
3487                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3488
3489                 /*
3490                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3491                  * between schedule and now.
3492                  */
3493         } while (need_resched());
3494 }
3495
3496 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3497 /*
3498  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3499  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3500  * occur there and call schedule directly.
3501  */
3502 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3503 {
3504         /*
3505          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3506          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3507          */
3508         if (likely(!preemptible()))
3509                 return;
3510
3511         preempt_schedule_common();
3512 }
3513 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3514 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3515
3516 /**
3517  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3518  *
3519  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3520  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3521  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3522  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3523  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3524  * to be called when the system is still in usermode.
3525  *
3526  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3527  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3528  * calling the scheduler.
3529  */
3530 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3531 {
3532         enum ctx_state prev_ctx;
3533
3534         if (likely(!preemptible()))
3535                 return;
3536
3537         do {
3538                 /*
3539                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3540                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3541                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3542                  * by the function tracer will call this function again and
3543                  * cause infinite recursion.
3544                  *
3545                  * Preemption must be disabled here before the function
3546                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3547                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3548                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3549                  * which can also be traced by the function tracer.
3550                  */
3551                 preempt_disable_notrace();
3552                 preempt_latency_start(1);
3553                 /*
3554                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3555                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3556                  * an infinite recursion.
3557                  */
3558                 prev_ctx = exception_enter();
3559                 __schedule(true);
3560                 exception_exit(prev_ctx);
3561
3562                 preempt_latency_stop(1);
3563                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3564         } while (need_resched());
3565 }
3566 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3567
3568 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3569
3570 /*
3571  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3572  * off of irq context.
3573  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3574  * protect us against recursive calling from irq.
3575  */
3576 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3577 {
3578         enum ctx_state prev_state;
3579
3580         /* Catch callers which need to be fixed */
3581         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3582
3583         prev_state = exception_enter();
3584
3585         do {
3586                 preempt_disable();
3587                 local_irq_enable();
3588                 __schedule(true);
3589                 local_irq_disable();
3590                 sched_preempt_enable_no_resched();
3591         } while (need_resched());
3592
3593         exception_exit(prev_state);
3594 }
3595
3596 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3597                           void *key)
3598 {
3599         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3600 }
3601 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3602
3603 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3604
3605 /*
3606  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3607  * @p: task
3608  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3609  *
3610  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3611  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3612  *
3613  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3614  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3615  */
3616 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3617 {
3618         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3619         const struct sched_class *prev_class;
3620         struct rq_flags rf;
3621         struct rq *rq;
3622
3623         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3624
3625         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3626
3627         /*
3628          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3629          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3630          *
3631          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3632          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3633          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3634          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3635          * with interrupts disabled and will complete the lock
3636          * protected section without being interrupted. So there is no
3637          * real need to boost.
3638          */
3639         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3640                 WARN_ON(p != rq->curr);
3641                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3642                 goto out_unlock;
3643         }
3644
3645         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3646         oldprio = p->prio;
3647
3648         if (oldprio == prio)
3649                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3650
3651         prev_class = p->sched_class;
3652         queued = task_on_rq_queued(p);
3653         running = task_current(rq, p);
3654         if (queued)
3655                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3656         if (running)
3657                 put_prev_task(rq, p);
3658
3659         /*
3660          * Boosting condition are:
3661          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3662          *      --> -dl task blocks on mutex A
3663          *
3664          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3665          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3666          *          running task
3667          */
3668         if (dl_prio(prio)) {
3669                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3670                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3671                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3672                         p->dl.dl_boosted = 1;
3673                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3674                 } else
3675                         p->dl.dl_boosted = 0;
3676                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3677         } else if (rt_prio(prio)) {
3678                 if (dl_prio(oldprio))
3679                         p->dl.dl_boosted = 0;
3680                 if (oldprio < prio)
3681                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3682                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3683         } else {
3684                 if (dl_prio(oldprio))
3685                         p->dl.dl_boosted = 0;
3686                 if (rt_prio(oldprio))
3687                         p->rt.timeout = 0;
3688                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3689         }
3690
3691         p->prio = prio;
3692
3693         if (running)
3694                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3695         if (queued)
3696                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3697
3698         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3699 out_unlock:
3700         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3701         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3702
3703         balance_callback(rq);
3704         preempt_enable();
3705 }
3706 #endif
3707
3708 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3709 {
3710         int old_prio, delta, queued;
3711         struct rq_flags rf;
3712         struct rq *rq;
3713
3714         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3715                 return;
3716         /*
3717          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3718          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3719          */
3720         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3721         /*
3722          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3723          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3724          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3725          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3726          */
3727         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3728                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3729                 goto out_unlock;
3730         }
3731         queued = task_on_rq_queued(p);
3732         if (queued)
3733                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3734
3735         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3736         set_load_weight(p);
3737         old_prio = p->prio;
3738         p->prio = effective_prio(p);
3739         delta = p->prio - old_prio;
3740
3741         if (queued) {
3742                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3743                 /*
3744                  * If the task increased its priority or is running and
3745                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3746                  */
3747                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3748                         resched_curr(rq);
3749         }
3750 out_unlock:
3751         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3752 }
3753 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3754
3755 /*
3756  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3757  * @p: task
3758  * @nice: nice value
3759  */
3760 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3761 {
3762         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3763         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3764
3765         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3766                 capable(CAP_SYS_NICE));
3767 }
3768
3769 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3770
3771 /*
3772  * sys_nice - change the priority of the current process.
3773  * @increment: priority increment
3774  *
3775  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3776  * does similar things.
3777  */
3778 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3779 {
3780         long nice, retval;
3781
3782         /*
3783          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3784          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3785          * and we have a single winner.
3786          */
3787         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3788         nice = task_nice(current) + increment;
3789
3790         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3791         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3792                 return -EPERM;
3793
3794         retval = security_task_setnice(current, nice);
3795         if (retval)
3796                 return retval;
3797
3798         set_user_nice(current, nice);
3799         return 0;
3800 }
3801
3802 #endif
3803
3804 /**
3805  * task_prio - return the priority value of a given task.
3806  * @p: the task in question.
3807  *
3808  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3809  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3810  * around 0, value goes from -16 to +15.
3811  */
3812 int task_prio(const struct task_struct *p)
3813 {
3814         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3815 }
3816
3817 /**
3818  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3819  * @cpu: the processor in question.
3820  *
3821  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3822  */
3823 int idle_cpu(int cpu)
3824 {
3825         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3826
3827         if (rq->curr != rq->idle)
3828                 return 0;
3829
3830         if (rq->nr_running)
3831                 return 0;
3832
3833 #ifdef CONFIG_SMP
3834         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3835                 return 0;
3836 #endif
3837
3838         return 1;
3839 }
3840
3841 /**
3842  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3843  * @cpu: the processor in question.
3844  *
3845  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3846  */
3847 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3848 {
3849         return cpu_rq(cpu)->idle;
3850 }
3851
3852 /**
3853  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3854  * @pid: the pid in question.
3855  *
3856  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3857  */
3858 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3859 {
3860         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3861 }
3862
3863 /*
3864  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3865  * SCHED_DEADLINE task.
3866  *
3867  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3868  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3869  * for the first time with its new policy.
3870  */
3871 static void
3872 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3873 {
3874         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3875
3876         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3877         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3878         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3879         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3880         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3881
3882         /*
3883          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3884          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3885          *
3886          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3887          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3888          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3889          * amount.
3890          *
3891          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3892          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3893          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3894          * before the current scheduling deadline.
3895          *
3896          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3897          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3898          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3899          * consume more than promised.
3900          */
3901 }
3902
3903 /*
3904  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3905  * it calls know not to change it.
3906  */
3907 #define SETPARAM_POLICY -1
3908
3909 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3910                 const struct sched_attr *attr)
3911 {
3912         int policy = attr->sched_policy;
3913
3914         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3915                 policy = p->policy;
3916
3917         p->policy = policy;
3918
3919         if (dl_policy(policy))
3920                 __setparam_dl(p, attr);
3921         else if (fair_policy(policy))
3922                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3923
3924         /*
3925          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3926          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3927          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3928          */
3929         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3930         p->normal_prio = normal_prio(p);
3931         set_load_weight(p);
3932 }
3933
3934 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3935 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3936                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3937 {
3938         __setscheduler_params(p, attr);
3939
3940         /*
3941          * Keep a potential priority boosting if called from
3942          * sched_setscheduler().
3943          */
3944         if (keep_boost)
3945                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3946         else
3947                 p->prio = normal_prio(p);
3948
3949         if (dl_prio(p->prio))
3950                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3951         else if (rt_prio(p->prio))
3952                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3953         else
3954                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3955 }
3956
3957 static void
3958 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3959 {
3960         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3961
3962         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3963         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3964         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3965         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3966         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3967 }
3968
3969 /*
3970  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3971  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3972  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3973  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3974  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3975  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3976  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3977  * sched_period, as the latter can be zero).
3978  */
3979 static bool
3980 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3981 {
3982         /* deadline != 0 */
3983         if (attr->sched_deadline == 0)
3984                 return false;
3985
3986         /*
3987          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3988          * that big.
3989          */
3990         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3991                 return false;
3992
3993         /*
3994          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3995          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3996          */
3997         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3998             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3999                 return false;
4000
4001         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4002         if ((attr->sched_period != 0 &&
4003              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4004             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4005                 return false;
4006
4007         return true;
4008 }
4009
4010 /*
4011  * check the target process has a UID that matches the current process's
4012  */
4013 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4014 {
4015         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4016         bool match;
4017
4018         rcu_read_lock();
4019         pcred = __task_cred(p);
4020         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4021                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4022         rcu_read_unlock();
4023         return match;
4024 }
4025
4026 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4027                 const struct sched_attr *attr)
4028 {
4029         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4030
4031         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4032                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4033                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4034                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4035                 return true;
4036
4037         return false;
4038 }
4039
4040 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4041                                 const struct sched_attr *attr,
4042                                 bool user, bool pi)
4043 {
4044         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4045                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4046         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4047         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4048         const struct sched_class *prev_class;
4049         struct rq_flags rf;
4050         int reset_on_fork;
4051         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4052         struct rq *rq;
4053
4054         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4055         BUG_ON(in_interrupt());
4056 recheck:
4057         /* double check policy once rq lock held */
4058         if (policy < 0) {
4059                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4060                 policy = oldpolicy = p->policy;
4061         } else {
4062                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4063
4064                 if (!valid_policy(policy))
4065                         return -EINVAL;
4066         }
4067
4068         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4069                 return -EINVAL;
4070
4071         /*
4072          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4073          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4074          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4075          */
4076         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4077             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4078                 return -EINVAL;
4079         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4080             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4081                 return -EINVAL;
4082
4083         /*
4084          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4085          */
4086         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4087                 if (fair_policy(policy)) {
4088                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4089                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4090                                 return -EPERM;
4091                 }
4092
4093                 if (rt_policy(policy)) {
4094                         unsigned long rlim_rtprio =
4095                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4096
4097                         /* can't set/change the rt policy */
4098                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4099                                 return -EPERM;
4100
4101                         /* can't increase priority */
4102                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4103                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4104                                 return -EPERM;
4105                 }
4106
4107                  /*
4108                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4109                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4110                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4111                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4112                   */
4113                 if (dl_policy(policy))
4114                         return -EPERM;
4115
4116                 /*
4117                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4118                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4119                  */
4120                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4121                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4122                                 return -EPERM;
4123                 }
4124
4125                 /* can't change other user's priorities */
4126                 if (!check_same_owner(p))
4127                         return -EPERM;
4128
4129                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4130                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4131                         return -EPERM;
4132         }
4133
4134         if (user) {
4135                 retval = security_task_setscheduler(p);
4136                 if (retval)
4137                         return retval;
4138         }
4139
4140         /*
4141          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4142          * changing the priority of the task:
4143          *
4144          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4145          * runqueue lock must be held.
4146          */
4147         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4148
4149         /*
4150          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4151          */
4152         if (p == rq->stop) {
4153                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4154                 return -EINVAL;
4155         }
4156
4157         /*
4158          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4159          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4160          */
4161         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4162                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4163                         goto change;
4164                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4165                         goto change;
4166                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4167                         goto change;
4168
4169                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4170                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4171                 return 0;
4172         }
4173 change:
4174
4175         if (user) {
4176 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4177                 /*
4178                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4179                  * assigned.
4180                  */
4181                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4182                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4183                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4184                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4185                         return -EPERM;
4186                 }
4187 #endif
4188 #ifdef CONFIG_SMP
4189                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4190                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4191
4192                         /*
4193                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4194                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4195                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4196                          */
4197                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4198                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4199                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4200                                 return -EPERM;
4201                         }
4202                 }
4203 #endif
4204         }
4205
4206         /* recheck policy now with rq lock held */
4207         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4208                 policy = oldpolicy = -1;
4209                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4210                 goto recheck;
4211         }
4212
4213         /*
4214          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4215          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4216          * is available.
4217          */
4218         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4219                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4220                 return -EBUSY;
4221         }
4222
4223         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4224         oldprio = p->prio;
4225
4226         if (pi) {
4227                 /*
4228                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4229                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4230                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4231                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4232                  * itself.
4233                  */
4234                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4235                 if (new_effective_prio == oldprio)
4236                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4237         }
4238
4239         queued = task_on_rq_queued(p);
4240         running = task_current(rq, p);
4241         if (queued)
4242                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4243         if (running)
4244                 put_prev_task(rq, p);
4245
4246         prev_class = p->sched_class;
4247         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4248
4249         if (running)
4250                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4251         if (queued) {
4252                 /*
4253                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4254                  * increased (user space view).
4255                  */
4256                 if (oldprio < p->prio)
4257                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4258
4259                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4260         }
4261
4262         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4263         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4264         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4265
4266         if (pi)
4267                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4268
4269         /*
4270          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4271          */
4272         balance_callback(rq);
4273         preempt_enable();
4274
4275         return 0;
4276 }
4277
4278 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4279                                const struct sched_param *param, bool check)
4280 {
4281         struct sched_attr attr = {
4282                 .sched_policy   = policy,
4283                 .sched_priority = param->sched_priority,
4284                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4285         };
4286
4287         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4288         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4289                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4290                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4291                 attr.sched_policy = policy;
4292         }
4293
4294         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4295 }
4296 /**
4297  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4298  * @p: the task in question.
4299  * @policy: new policy.
4300  * @param: structure containing the new RT priority.
4301  *
4302  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4303  *
4304  * NOTE that the task may be already dead.
4305  */
4306 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4307                        const struct sched_param *param)
4308 {
4309         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4310 }
4311 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4312
4313 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4314 {
4315         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4316 }
4317 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4318
4319 /**
4320  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4321  * @p: the task in question.
4322  * @policy: new policy.
4323  * @param: structure containing the new RT priority.
4324  *
4325  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4326  * current context has permission.  For example, this is needed in
4327  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4328  * but our caller might not have that capability.
4329  *
4330  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4331  */
4332 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4333                                const struct sched_param *param)
4334 {
4335         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4336 }
4337 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4338
4339 static int
4340 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4341 {
4342         struct sched_param lparam;
4343         struct task_struct *p;
4344         int retval;
4345
4346         if (!param || pid < 0)
4347                 return -EINVAL;
4348         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4349                 return -EFAULT;
4350
4351         rcu_read_lock();
4352         retval = -ESRCH;
4353         p = find_process_by_pid(pid);
4354         if (p != NULL)
4355                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4356         rcu_read_unlock();
4357
4358         return retval;
4359 }
4360
4361 /*
4362  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4363  */
4364 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4365                            struct sched_attr *attr)
4366 {
4367         u32 size;
4368         int ret;
4369
4370         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4371                 return -EFAULT;
4372
4373         /*
4374          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4375          */
4376         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4377
4378         ret = get_user(size, &uattr->size);
4379         if (ret)
4380                 return ret;
4381
4382         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4383                 goto err_size;
4384
4385         if (!size)              /* abi compat */
4386                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4387
4388         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4389                 goto err_size;
4390
4391         /*
4392          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4393          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4394          * user-space does not rely on any kernel feature
4395          * extensions we dont know about yet.
4396          */
4397         if (size > sizeof(*attr)) {
4398                 unsigned char __user *addr;
4399                 unsigned char __user *end;
4400                 unsigned char val;
4401
4402                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4403                 end  = (void __user *)uattr + size;
4404
4405                 for (; addr < end; addr++) {
4406                         ret = get_user(val, addr);
4407                         if (ret)
4408                                 return ret;
4409                         if (val)
4410                                 goto err_size;
4411                 }
4412                 size = sizeof(*attr);
4413         }
4414
4415         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4416         if (ret)
4417                 return -EFAULT;
4418
4419         /*
4420          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4421          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4422          */
4423         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4424
4425         return 0;
4426
4427 err_size:
4428         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4429         return -E2BIG;
4430 }
4431
4432 /**
4433  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4434  * @pid: the pid in question.
4435  * @policy: new policy.
4436  * @param: structure containing the new RT priority.
4437  *
4438  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4439  */
4440 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4441                 struct sched_param __user *, param)
4442 {
4443         /* negative values for policy are not valid */
4444         if (policy < 0)
4445                 return -EINVAL;
4446
4447         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4448 }
4449
4450 /**
4451  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4452  * @pid: the pid in question.
4453  * @param: structure containing the new RT priority.
4454  *
4455  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4456  */
4457 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4458 {
4459         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4460 }
4461
4462 /**
4463  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4464  * @pid: the pid in question.
4465  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4466  * @flags: for future extension.
4467  */
4468 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4469                                unsigned int, flags)
4470 {
4471         struct sched_attr attr;
4472         struct task_struct *p;
4473         int retval;
4474
4475         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4476                 return -EINVAL;
4477
4478         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4479         if (retval)
4480                 return retval;
4481
4482         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4483                 return -EINVAL;
4484
4485         rcu_read_lock();
4486         retval = -ESRCH;
4487         p = find_process_by_pid(pid);
4488         if (p != NULL)
4489                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4490         rcu_read_unlock();
4491
4492         return retval;
4493 }
4494
4495 /**
4496  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4497  * @pid: the pid in question.
4498  *
4499  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4500  * code.
4501  */
4502 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4503 {
4504         struct task_struct *p;
4505         int retval;
4506
4507         if (pid < 0)
4508                 return -EINVAL;
4509
4510         retval = -ESRCH;
4511         rcu_read_lock();
4512         p = find_process_by_pid(pid);
4513         if (p) {
4514                 retval = security_task_getscheduler(p);
4515                 if (!retval)
4516                         retval = p->policy
4517                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4518         }
4519         rcu_read_unlock();
4520         return retval;
4521 }
4522
4523 /**
4524  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4525  * @pid: the pid in question.
4526  * @param: structure containing the RT priority.
4527  *
4528  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4529  * code.
4530  */
4531 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4532 {
4533         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4534         struct task_struct *p;
4535         int retval;
4536
4537         if (!param || pid < 0)
4538                 return -EINVAL;
4539
4540         rcu_read_lock();
4541         p = find_process_by_pid(pid);
4542         retval = -ESRCH;
4543         if (!p)
4544                 goto out_unlock;
4545
4546         retval = security_task_getscheduler(p);
4547         if (retval)
4548                 goto out_unlock;
4549
4550         if (task_has_rt_policy(p))
4551                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4552         rcu_read_unlock();
4553
4554         /*
4555          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4556          */
4557         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4558
4559         return retval;
4560
4561 out_unlock:
4562         rcu_read_unlock();
4563         return retval;
4564 }
4565
4566 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4567                            struct sched_attr *attr,
4568                            unsigned int usize)
4569 {
4570         int ret;
4571
4572         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4573                 return -EFAULT;
4574
4575         /*
4576          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4577          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4578          * user-space does not get uncomplete information.
4579          */
4580         if (usize < sizeof(*attr)) {
4581                 unsigned char *addr;
4582                 unsigned char *end;
4583
4584                 addr = (void *)attr + usize;
4585                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4586
4587                 for (; addr < end; addr++) {
4588                         if (*addr)
4589                                 return -EFBIG;
4590                 }
4591
4592                 attr->size = usize;
4593         }
4594
4595         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4596         if (ret)
4597                 return -EFAULT;
4598
4599         return 0;
4600 }
4601
4602 /**
4603  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4604  * @pid: the pid in question.
4605  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4606  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4607  * @flags: for future extension.
4608  */
4609 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4610                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4611 {
4612         struct sched_attr attr = {
4613                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4614         };
4615         struct task_struct *p;
4616         int retval;
4617
4618         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4619             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4620                 return -EINVAL;
4621
4622         rcu_read_lock();
4623         p = find_process_by_pid(pid);
4624         retval = -ESRCH;
4625         if (!p)
4626                 goto out_unlock;
4627
4628         retval = security_task_getscheduler(p);
4629         if (retval)
4630                 goto out_unlock;
4631
4632         attr.sched_policy = p->policy;
4633         if (p->sched_reset_on_fork)
4634                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4635         if (task_has_dl_policy(p))
4636                 __getparam_dl(p, &attr);
4637         else if (task_has_rt_policy(p))
4638                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4639         else
4640                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4641
4642         rcu_read_unlock();
4643
4644         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4645         return retval;
4646
4647 out_unlock:
4648         rcu_read_unlock();
4649         return retval;
4650 }
4651
4652 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4653 {
4654         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4655         struct task_struct *p;
4656         int retval;
4657
4658         rcu_read_lock();
4659
4660         p = find_process_by_pid(pid);
4661         if (!p) {
4662                 rcu_read_unlock();
4663                 return -ESRCH;
4664         }
4665
4666         /* Prevent p going away */
4667         get_task_struct(p);
4668         rcu_read_unlock();
4669
4670         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4671                 retval = -EINVAL;
4672                 goto out_put_task;
4673         }
4674         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4675                 retval = -ENOMEM;
4676                 goto out_put_task;
4677         }
4678         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4679                 retval = -ENOMEM;
4680                 goto out_free_cpus_allowed;
4681         }
4682         retval = -EPERM;
4683         if (!check_same_owner(p)) {
4684                 rcu_read_lock();
4685                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4686                         rcu_read_unlock();
4687                         goto out_free_new_mask;
4688                 }
4689                 rcu_read_unlock();
4690         }
4691
4692         retval = security_task_setscheduler(p);
4693         if (retval)
4694                 goto out_free_new_mask;
4695
4696
4697         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4698         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4699
4700         /*
4701          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4702          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4703          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4704          * root_domain.
4705          */
4706 #ifdef CONFIG_SMP
4707         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4708                 rcu_read_lock();
4709                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4710                         retval = -EBUSY;
4711                         rcu_read_unlock();
4712                         goto out_free_new_mask;
4713                 }
4714                 rcu_read_unlock();
4715         }
4716 #endif
4717 again:
4718         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4719
4720         if (!retval) {
4721                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4722                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4723                         /*
4724                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4725                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4726                          * cpuset's cpus_allowed
4727                          */
4728                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4729                         goto again;
4730                 }
4731         }
4732 out_free_new_mask:
4733         free_cpumask_var(new_mask);
4734 out_free_cpus_allowed:
4735         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4736 out_put_task:
4737         put_task_struct(p);
4738         return retval;
4739 }
4740
4741 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4742                              struct cpumask *new_mask)
4743 {
4744         if (len < cpumask_size())
4745                 cpumask_clear(new_mask);
4746         else if (len > cpumask_size())
4747                 len = cpumask_size();
4748
4749         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4750 }
4751
4752 /**
4753  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4754  * @pid: pid of the process
4755  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4756  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4757  *
4758  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4759  */
4760 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4761                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4762 {
4763         cpumask_var_t new_mask;
4764         int retval;
4765
4766         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4767                 return -ENOMEM;
4768
4769         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4770         if (retval == 0)
4771                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4772         free_cpumask_var(new_mask);
4773         return retval;
4774 }
4775
4776 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4777 {
4778         struct task_struct *p;
4779         unsigned long flags;
4780         int retval;
4781
4782         rcu_read_lock();
4783
4784         retval = -ESRCH;
4785         p = find_process_by_pid(pid);
4786         if (!p)
4787                 goto out_unlock;
4788
4789         retval = security_task_getscheduler(p);
4790         if (retval)
4791                 goto out_unlock;
4792
4793         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4794         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4795         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4796
4797 out_unlock:
4798         rcu_read_unlock();
4799
4800         return retval;
4801 }
4802
4803 /**
4804  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4805  * @pid: pid of the process
4806  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4807  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4808  *
4809  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4810  * error code otherwise.
4811  */
4812 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4813                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4814 {
4815         int ret;
4816         cpumask_var_t mask;
4817
4818         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4819                 return -EINVAL;
4820         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4821                 return -EINVAL;
4822
4823         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4824                 return -ENOMEM;
4825
4826         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4827         if (ret == 0) {
4828                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4829
4830                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4831                         ret = -EFAULT;
4832                 else
4833                         ret = retlen;
4834         }
4835         free_cpumask_var(mask);
4836
4837         return ret;
4838 }
4839
4840 /**
4841  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4842  *
4843  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4844  * other threads running on this CPU then this function will return.
4845  *
4846  * Return: 0.
4847  */
4848 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4849 {
4850         struct rq *rq = this_rq_lock();
4851
4852         schedstat_inc(rq, yld_count);
4853         current->sched_class->yield_task(rq);
4854
4855         /*
4856          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4857          * no need to preempt or enable interrupts:
4858          */
4859         __release(rq->lock);
4860         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4861         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4862         sched_preempt_enable_no_resched();
4863
4864         schedule();
4865
4866         return 0;
4867 }
4868
4869 int __sched _cond_resched(void)
4870 {
4871         if (should_resched(0)) {
4872                 preempt_schedule_common();
4873                 return 1;
4874         }
4875         return 0;
4876 }
4877 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4878
4879 /*
4880  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4881  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4882  *
4883  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4884  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4885  * spin_unlock(), once by hand).
4886  */
4887 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4888 {
4889         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4890         int ret = 0;
4891
4892         lockdep_assert_held(lock);
4893
4894         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4895                 spin_unlock(lock);
4896                 if (resched)
4897                         preempt_schedule_common();
4898                 else
4899                         cpu_relax();
4900                 ret = 1;
4901                 spin_lock(lock);
4902         }
4903         return ret;
4904 }
4905 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4906
4907 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4908 {
4909         BUG_ON(!in_softirq());
4910
4911         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4912                 local_bh_enable();
4913                 preempt_schedule_common();
4914                 local_bh_disable();
4915                 return 1;
4916         }
4917         return 0;
4918 }
4919 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4920
4921 /**
4922  * yield - yield the current processor to other threads.
4923  *
4924  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4925  *
4926  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4927  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4928  * it, its already broken.
4929  *
4930  * Typical broken usage is:
4931  *
4932  * while (!event)
4933  *      yield();
4934  *
4935  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4936  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4937  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4938  *
4939  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4940  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4941  * If you still want to use yield(), do not!
4942  */
4943 void __sched yield(void)
4944 {
4945         set_current_state(TASK_RUNNING);
4946         sys_sched_yield();
4947 }
4948 EXPORT_SYMBOL(yield);
4949
4950 /**
4951  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4952  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4953  * processor it's on.
4954  * @p: target task
4955  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4956  *
4957  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4958  * can't go away on us before we can do any checks.
4959  *
4960  * Return:
4961  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4962  *      false (0) if we failed to boost the target.
4963  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4964  */
4965 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4966 {
4967         struct task_struct *curr = current;
4968         struct rq *rq, *p_rq;
4969         unsigned long flags;
4970         int yielded = 0;
4971
4972         local_irq_save(flags);
4973         rq = this_rq();
4974
4975 again:
4976         p_rq = task_rq(p);
4977         /*
4978          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4979          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4980          */
4981         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4982                 yielded = -ESRCH;
4983                 goto out_irq;
4984         }
4985
4986         double_rq_lock(rq, p_rq);
4987         if (task_rq(p) != p_rq) {
4988                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4989                 goto again;
4990         }
4991
4992         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4993                 goto out_unlock;
4994
4995         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4996                 goto out_unlock;
4997
4998         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4999                 goto out_unlock;
5000
5001         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5002         if (yielded) {
5003                 schedstat_inc(rq, yld_count);
5004                 /*
5005                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5006                  * fairness.
5007                  */
5008                 if (preempt && rq != p_rq)
5009                         resched_curr(p_rq);
5010         }
5011
5012 out_unlock:
5013         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5014 out_irq:
5015         local_irq_restore(flags);
5016
5017         if (yielded > 0)
5018                 schedule();
5019
5020         return yielded;
5021 }
5022 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5023
5024 /*
5025  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5026  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5027  */
5028 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5029 {
5030         int old_iowait = current->in_iowait;
5031         struct rq *rq;
5032         long ret;
5033
5034         current->in_iowait = 1;
5035         blk_schedule_flush_plug(current);
5036
5037         delayacct_blkio_start();
5038         rq = raw_rq();
5039         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5040         ret = schedule_timeout(timeout);
5041         current->in_iowait = old_iowait;
5042         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5043         delayacct_blkio_end();
5044
5045         return ret;
5046 }
5047 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5048
5049 /**
5050  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5051  * @policy: scheduling class.
5052  *
5053  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5054  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5055  * On failure, a negative error code is returned.
5056  */
5057 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5058 {
5059         int ret = -EINVAL;
5060
5061         switch (policy) {
5062         case SCHED_FIFO:
5063         case SCHED_RR:
5064                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5065                 break;
5066         case SCHED_DEADLINE:
5067         case SCHED_NORMAL:
5068         case SCHED_BATCH:
5069         case SCHED_IDLE:
5070                 ret = 0;
5071                 break;
5072         }
5073         return ret;
5074 }
5075
5076 /**
5077  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5078  * @policy: scheduling class.
5079  *
5080  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5081  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5082  * On failure, a negative error code is returned.
5083  */
5084 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5085 {
5086         int ret = -EINVAL;
5087
5088         switch (policy) {
5089         case SCHED_FIFO:
5090         case SCHED_RR:
5091                 ret = 1;
5092                 break;
5093         case SCHED_DEADLINE:
5094         case SCHED_NORMAL:
5095         case SCHED_BATCH:
5096         case SCHED_IDLE:
5097                 ret = 0;
5098         }
5099         return ret;
5100 }
5101
5102 /**
5103  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5104  * @pid: pid of the process.
5105  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5106  *
5107  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5108  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5109  *
5110  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5111  * an error code.
5112  */
5113 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5114                 struct timespec __user *, interval)
5115 {
5116         struct task_struct *p;
5117         unsigned int time_slice;
5118         struct rq_flags rf;
5119         struct timespec t;
5120         struct rq *rq;
5121         int retval;
5122
5123         if (pid < 0)
5124                 return -EINVAL;
5125
5126         retval = -ESRCH;
5127         rcu_read_lock();
5128         p = find_process_by_pid(pid);
5129         if (!p)
5130                 goto out_unlock;
5131
5132         retval = security_task_getscheduler(p);
5133         if (retval)
5134                 goto out_unlock;
5135
5136         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5137         time_slice = 0;
5138         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5139                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5140         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5141
5142         rcu_read_unlock();
5143         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5144         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5145         return retval;
5146
5147 out_unlock:
5148         rcu_read_unlock();
5149         return retval;
5150 }
5151
5152 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5153
5154 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5155 {
5156         unsigned long free = 0;
5157         int ppid;
5158         unsigned long state = p->state;
5159
5160         if (state)
5161                 state = __ffs(state) + 1;
5162         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5163                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5164 #if BITS_PER_LONG == 32
5165         if (state == TASK_RUNNING)
5166                 printk(KERN_CONT " running  ");
5167         else
5168                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5169 #else
5170         if (state == TASK_RUNNING)
5171                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5172         else
5173                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5174 #endif
5175 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5176         free = stack_not_used(p);
5177 #endif
5178         ppid = 0;
5179         rcu_read_lock();
5180         if (pid_alive(p))
5181                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5182         rcu_read_unlock();
5183         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5184                 task_pid_nr(p), ppid,
5185                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5186
5187         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5188         show_stack(p, NULL);
5189 }
5190
5191 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5192 {
5193         struct task_struct *g, *p;
5194
5195 #if BITS_PER_LONG == 32
5196         printk(KERN_INFO
5197                 "  task                PC stack   pid father\n");
5198 #else
5199         printk(KERN_INFO
5200                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5201 #endif
5202         rcu_read_lock();
5203         for_each_process_thread(g, p) {
5204                 /*
5205                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5206                  * console might take a lot of time:
5207                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5208                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5209                  * an IPI.
5210                  */
5211                 touch_nmi_watchdog();
5212                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5213                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5214                         sched_show_task(p);
5215         }
5216
5217 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5218         if (!state_filter)
5219                 sysrq_sched_debug_show();
5220 #endif
5221         rcu_read_unlock();
5222         /*
5223          * Only show locks if all tasks are dumped:
5224          */
5225         if (!state_filter)
5226                 debug_show_all_locks();
5227 }
5228
5229 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5230 {
5231         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5232 }
5233
5234 /**
5235  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5236  * @idle: task in question
5237  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5238  *
5239  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5240  * flag, to make booting more robust.
5241  */
5242 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5243 {
5244         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5245         unsigned long flags;
5246
5247         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5248         raw_spin_lock(&rq->lock);
5249
5250         __sched_fork(0, idle);
5251         idle->state = TASK_RUNNING;
5252         idle->se.exec_start = sched_clock();
5253
5254         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5255
5256 #ifdef CONFIG_SMP
5257         /*
5258          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5259          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5260          *
5261          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5262          */
5263         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5264 #endif
5265         /*
5266          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5267          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5268          * lockdep check in task_group() will fail.
5269          *
5270          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5271          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5272          *
5273          * Silence PROVE_RCU
5274          */
5275         rcu_read_lock();
5276         __set_task_cpu(idle, cpu);
5277         rcu_read_unlock();
5278
5279         rq->curr = rq->idle = idle;
5280         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5281 #ifdef CONFIG_SMP
5282         idle->on_cpu = 1;
5283 #endif
5284         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5285         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5286
5287         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5288         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5289
5290         /*
5291          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5292          */
5293         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5294         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5295         vtime_init_idle(idle, cpu);
5296 #ifdef CONFIG_SMP
5297         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5298 #endif
5299 }
5300
5301 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5302                               const struct cpumask *trial)
5303 {
5304         int ret = 1, trial_cpus;
5305         struct dl_bw *cur_dl_b;
5306         unsigned long flags;
5307
5308         if (!cpumask_weight(cur))
5309                 return ret;
5310
5311         rcu_read_lock_sched();
5312         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5313         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5314
5315         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5316         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5317             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5318                 ret = 0;
5319         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5320         rcu_read_unlock_sched();
5321
5322         return ret;
5323 }
5324
5325 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5326                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5327 {
5328         int ret = 0;
5329
5330         /*
5331          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5332          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5333          * affinity and isolating such threads by their set of
5334          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5335          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5336          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5337          * before cpus_allowed may be changed.
5338          */
5339         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5340                 ret = -EINVAL;
5341                 goto out;
5342         }
5343
5344 #ifdef CONFIG_SMP
5345         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5346                                               cs_cpus_allowed)) {
5347                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5348                                                         cs_cpus_allowed);
5349                 struct dl_bw *dl_b;
5350                 bool overflow;
5351                 int cpus;
5352                 unsigned long flags;
5353
5354                 rcu_read_lock_sched();
5355                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5356                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5357                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5358                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5359                 if (overflow)
5360                         ret = -EBUSY;
5361                 else {
5362                         /*
5363                          * We reserve space for this task in the destination
5364                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5365                          * We will free resources in the source root_domain
5366                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5367                          */
5368                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5369                 }
5370                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5371                 rcu_read_unlock_sched();
5372
5373         }
5374 #endif
5375 out:
5376         return ret;
5377 }
5378
5379 #ifdef CONFIG_SMP
5380
5381 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5382
5383 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5384 /* Migrate current task p to target_cpu */
5385 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5386 {
5387         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5388         int curr_cpu = task_cpu(p);
5389
5390         if (curr_cpu == target_cpu)
5391                 return 0;
5392
5393         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5394                 return -EINVAL;
5395
5396         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5397
5398         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5399         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5404  * tasks on the runqueues
5405  */
5406 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5407 {
5408         bool queued, running;
5409         struct rq_flags rf;
5410         struct rq *rq;
5411
5412         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5413         queued = task_on_rq_queued(p);
5414         running = task_current(rq, p);
5415
5416         if (queued)
5417                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5418         if (running)
5419                 put_prev_task(rq, p);
5420
5421         p->numa_preferred_nid = nid;
5422
5423         if (running)
5424                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5425         if (queued)
5426                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5427         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5428 }
5429 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5430
5431 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5432 /*
5433  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5434  * offline.
5435  */
5436 void idle_task_exit(void)
5437 {
5438         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5439
5440         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5441
5442         if (mm != &init_mm) {
5443                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5444                 finish_arch_post_lock_switch();
5445         }
5446         mmdrop(mm);
5447 }
5448
5449 /*
5450  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5451  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5452  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5453  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5454  * calculation.
5455  *
5456  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5457  */
5458 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5459 {
5460         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5461         if (delta)
5462                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5463 }
5464
5465 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5466 {
5467 }
5468
5469 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5470         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5471 };
5472
5473 static struct task_struct fake_task = {
5474         /*
5475          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5476          */
5477         .prio = MAX_PRIO + 1,
5478         .sched_class = &fake_sched_class,
5479 };
5480
5481 /*
5482  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5483  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5484  *
5485  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5486  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5487  * because of lock validation efforts.
5488  */
5489 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5490 {
5491         struct rq *rq = dead_rq;
5492         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5493         struct pin_cookie cookie;
5494         int dest_cpu;
5495
5496         /*
5497          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5498          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5499          *
5500          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5501          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5502          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5503          * done here.
5504          */
5505         rq->stop = NULL;
5506
5507         /*
5508          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5509          * class method both need to have an up-to-date
5510          * value of rq->clock[_task]
5511          */
5512         update_rq_clock(rq);
5513
5514         for (;;) {
5515                 /*
5516                  * There's this thread running, bail when that's the only
5517                  * remaining thread.
5518                  */
5519                 if (rq->nr_running == 1)
5520                         break;
5521
5522                 /*
5523                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5524                  */
5525                 cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5526                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, cookie);
5527                 BUG_ON(!next);
5528                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5529
5530                 /*
5531                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5532                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5533                  * stabilizes the mask.
5534                  *
5535                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5536                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5537                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5538                  */
5539                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
5540                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5541                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5542                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5543
5544                 /*
5545                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5546                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5547                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5548                  */
5549                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5550                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5551                         continue;
5552                 }
5553
5554                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5555                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5556
5557                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5558                 if (rq != dead_rq) {
5559                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5560                         rq = dead_rq;
5561                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5562                 }
5563                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5564         }
5565
5566         rq->stop = stop;
5567 }
5568 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5569
5570 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5571 {
5572         if (!rq->online) {
5573                 const struct sched_class *class;
5574
5575                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5576                 rq->online = 1;
5577
5578                 for_each_class(class) {
5579                         if (class->rq_online)
5580                                 class->rq_online(rq);
5581                 }
5582         }
5583 }
5584
5585 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5586 {
5587         if (rq->online) {
5588                 const struct sched_class *class;
5589
5590                 for_each_class(class) {
5591                         if (class->rq_offline)
5592                                 class->rq_offline(rq);
5593                 }
5594
5595                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5596                 rq->online = 0;
5597         }
5598 }
5599
5600 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5601 {
5602         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5603
5604         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5605 }
5606
5607 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5608
5609 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5610
5611 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5612
5613 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5614 {
5615         sched_debug_enabled = 1;
5616
5617         return 0;
5618 }
5619 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5620
5621 static inline bool sched_debug(void)
5622 {
5623         return sched_debug_enabled;
5624 }
5625
5626 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5627                                   struct cpumask *groupmask)
5628 {
5629         struct sched_group *group = sd->groups;
5630
5631         cpumask_clear(groupmask);
5632
5633         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5634
5635         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5636                 printk("does not load-balance\n");
5637                 if (sd->parent)
5638                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5639                                         " has parent");
5640                 return -1;
5641         }
5642
5643         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5644                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5645
5646         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5647                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5648                                 "CPU%d\n", cpu);
5649         }
5650         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5651                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5652                                 " CPU%d\n", cpu);
5653         }
5654
5655         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5656         do {
5657                 if (!group) {
5658                         printk("\n");
5659                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5660                         break;
5661                 }
5662
5663                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5664                         printk(KERN_CONT "\n");
5665                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5666                         break;
5667                 }
5668
5669                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5670                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5671                         printk(KERN_CONT "\n");
5672                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5673                         break;
5674                 }
5675
5676                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5677
5678                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5679                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5680                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5681                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5682                                 group->sgc->capacity);
5683                 }
5684
5685                 group = group->next;
5686         } while (group != sd->groups);
5687         printk(KERN_CONT "\n");
5688
5689         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5690                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5691
5692         if (sd->parent &&
5693             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5694                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5695                         "of domain->span\n");
5696         return 0;
5697 }
5698
5699 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5700 {
5701         int level = 0;
5702
5703         if (!sched_debug_enabled)
5704                 return;
5705
5706         if (!sd) {
5707                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5708                 return;
5709         }
5710
5711         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5712
5713         for (;;) {
5714                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5715                         break;
5716                 level++;
5717                 sd = sd->parent;
5718                 if (!sd)
5719                         break;
5720         }
5721 }
5722 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5723 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5724 static inline bool sched_debug(void)
5725 {
5726         return false;
5727 }
5728 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5729
5730 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5731 {
5732         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5733                 return 1;
5734
5735         /* Following flags need at least 2 groups */
5736         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5737                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5738                          SD_BALANCE_FORK |
5739                          SD_BALANCE_EXEC |
5740                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5741                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5742                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5743                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5744                         return 0;
5745         }
5746
5747         /* Following flags don't use groups */
5748         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5749                 return 0;
5750
5751         return 1;
5752 }
5753
5754 static int
5755 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5756 {
5757         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5758
5759         if (sd_degenerate(parent))
5760                 return 1;
5761
5762         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5763                 return 0;
5764
5765         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5766         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5767                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5768                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5769                                 SD_BALANCE_FORK |
5770                                 SD_BALANCE_EXEC |
5771                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5772                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5773                                 SD_PREFER_SIBLING |
5774                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5775                 if (nr_node_ids == 1)
5776                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5777         }
5778         if (~cflags & pflags)
5779                 return 0;
5780
5781         return 1;
5782 }
5783
5784 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5785 {
5786         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5787
5788         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5789         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5790         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5791         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5792         free_cpumask_var(rd->online);
5793         free_cpumask_var(rd->span);
5794         kfree(rd);
5795 }
5796
5797 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5798 {
5799         struct root_domain *old_rd = NULL;
5800         unsigned long flags;
5801
5802         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5803
5804         if (rq->rd) {
5805                 old_rd = rq->rd;
5806
5807                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5808                         set_rq_offline(rq);
5809
5810                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5811
5812                 /*
5813                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5814                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5815                  * in this function:
5816                  */
5817                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5818                         old_rd = NULL;
5819         }
5820
5821         atomic_inc(&rd->refcount);
5822         rq->rd = rd;
5823
5824         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5825         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5826                 set_rq_online(rq);
5827
5828         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5829
5830         if (old_rd)
5831                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5832 }
5833
5834 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5835 {
5836         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5837
5838         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5839                 goto out;
5840         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5841                 goto free_span;
5842         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5843                 goto free_online;
5844         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5845                 goto free_dlo_mask;
5846
5847         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5848         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5849                 goto free_dlo_mask;
5850
5851         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5852                 goto free_rto_mask;
5853         return 0;
5854
5855 free_rto_mask:
5856         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5857 free_dlo_mask:
5858         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5859 free_online:
5860         free_cpumask_var(rd->online);
5861 free_span:
5862         free_cpumask_var(rd->span);
5863 out:
5864         return -ENOMEM;
5865 }
5866
5867 /*
5868  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5869  * members (mimicking the global state we have today).
5870  */
5871 struct root_domain def_root_domain;
5872
5873 static void init_defrootdomain(void)
5874 {
5875         init_rootdomain(&def_root_domain);
5876
5877         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5878 }
5879
5880 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5881 {
5882         struct root_domain *rd;
5883
5884         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5885         if (!rd)
5886                 return NULL;
5887
5888         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5889                 kfree(rd);
5890                 return NULL;
5891         }
5892
5893         return rd;
5894 }
5895
5896 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5897 {
5898         struct sched_group *tmp, *first;
5899
5900         if (!sg)
5901                 return;
5902
5903         first = sg;
5904         do {
5905                 tmp = sg->next;
5906
5907                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5908                         kfree(sg->sgc);
5909
5910                 kfree(sg);
5911                 sg = tmp;
5912         } while (sg != first);
5913 }
5914
5915 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5916 {
5917         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5918
5919         /*
5920          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5921          * nuke them all.
5922          */
5923         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5924                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5925         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5926                 kfree(sd->groups->sgc);
5927                 kfree(sd->groups);
5928         }
5929         kfree(sd);
5930 }
5931
5932 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5933 {
5934         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5935 }
5936
5937 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5938 {
5939         for (; sd; sd = sd->parent)
5940                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5941 }
5942
5943 /*
5944  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5945  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5946  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5947  *
5948  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5949  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5950  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5951  */
5952 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5953 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5954 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5955 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5956 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5957 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5958
5959 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5960 {
5961         struct sched_domain *sd;
5962         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
5963         int id = cpu;
5964         int size = 1;
5965
5966         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5967         if (sd) {
5968                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5969                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5970                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
5971         }
5972         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
5973
5974         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5975         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
5976         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5977
5978         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
5979         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
5980
5981         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
5982         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
5983 }
5984
5985 /*
5986  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5987  * hold the hotplug lock.
5988  */
5989 static void
5990 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5991 {
5992         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5993         struct sched_domain *tmp;
5994
5995         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5996         for (tmp = sd; tmp; ) {
5997                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5998                 if (!parent)
5999                         break;
6000
6001                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6002                         tmp->parent = parent->parent;
6003                         if (parent->parent)
6004                                 parent->parent->child = tmp;
6005                         /*
6006                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6007                          * degenerate parent; the spans match for this
6008                          * so the property transfers.
6009                          */
6010                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6011                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6012                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6013                 } else
6014                         tmp = tmp->parent;
6015         }
6016
6017         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6018                 tmp = sd;
6019                 sd = sd->parent;
6020                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6021                 if (sd)
6022                         sd->child = NULL;
6023         }
6024
6025         sched_domain_debug(sd, cpu);
6026
6027         rq_attach_root(rq, rd);
6028         tmp = rq->sd;
6029         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6030         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6031
6032         update_top_cache_domain(cpu);
6033 }
6034
6035 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6036 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6037 {
6038         int ret;
6039
6040         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6041         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6042         if (ret) {
6043                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6044                 return 0;
6045         }
6046         return 1;
6047 }
6048 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6049
6050 struct s_data {
6051         struct sched_domain ** __percpu sd;
6052         struct root_domain      *rd;
6053 };
6054
6055 enum s_alloc {
6056         sa_rootdomain,
6057         sa_sd,
6058         sa_sd_storage,
6059         sa_none,
6060 };
6061
6062 /*
6063  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6064  * domain traversal.
6065  *
6066  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6067  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6068  * range.
6069  *
6070  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6071  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6072  * cpu they're built on, so check that.
6073  *
6074  */
6075 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6076 {
6077         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6078         struct sd_data *sdd = sd->private;
6079         struct sched_domain *sibling;
6080         int i;
6081
6082         for_each_cpu(i, span) {
6083                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6084                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6085                         continue;
6086
6087                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6088         }
6089 }
6090
6091 /*
6092  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6093  * of this group that's also in the iteration mask.
6094  */
6095 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6096 {
6097         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6098 }
6099
6100 static int
6101 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6102 {
6103         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6104         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6105         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6106         struct sd_data *sdd = sd->private;
6107         struct sched_domain *sibling;
6108         int i;
6109
6110         cpumask_clear(covered);
6111
6112         for_each_cpu(i, span) {
6113                 struct cpumask *sg_span;
6114
6115                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6116                         continue;
6117
6118                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6119
6120                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6121                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6122                         continue;
6123
6124                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6125                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6126
6127                 if (!sg)
6128                         goto fail;
6129
6130                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6131                 if (sibling->child)
6132                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6133                 else
6134                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6135
6136                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6137
6138                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6139                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6140                         build_group_mask(sd, sg);
6141
6142                 /*
6143                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6144                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6145                  * die on a /0 trap.
6146                  */
6147                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6148
6149                 /*
6150                  * Make sure the first group of this domain contains the
6151                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6152                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6153                  */
6154                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6155                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6156                         groups = sg;
6157
6158                 if (!first)
6159                         first = sg;
6160                 if (last)
6161                         last->next = sg;
6162                 last = sg;
6163                 last->next = first;
6164         }
6165         sd->groups = groups;
6166
6167         return 0;
6168
6169 fail:
6170         free_sched_groups(first, 0);
6171
6172         return -ENOMEM;
6173 }
6174
6175 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6176 {
6177         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6178         struct sched_domain *child = sd->child;
6179
6180         if (child)
6181                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6182
6183         if (sg) {
6184                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6185                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6186                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6187         }
6188
6189         return cpu;
6190 }
6191
6192 /*
6193  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6194  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6195  * and ->cpu_capacity to 0.
6196  *
6197  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6198  */
6199 static int
6200 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6201 {
6202         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6203         struct sd_data *sdd = sd->private;
6204         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6205         struct cpumask *covered;
6206         int i;
6207
6208         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6209         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6210
6211         if (cpu != cpumask_first(span))
6212                 return 0;
6213
6214         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6215         covered = sched_domains_tmpmask;
6216
6217         cpumask_clear(covered);
6218
6219         for_each_cpu(i, span) {
6220                 struct sched_group *sg;
6221                 int group, j;
6222
6223                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6224                         continue;
6225
6226                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6227                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6228
6229                 for_each_cpu(j, span) {
6230                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6231                                 continue;
6232
6233                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6234                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6235                 }
6236
6237                 if (!first)
6238                         first = sg;
6239                 if (last)
6240                         last->next = sg;
6241                 last = sg;
6242         }
6243         last->next = first;
6244
6245         return 0;
6246 }
6247
6248 /*
6249  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6250  *
6251  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6252  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6253  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6254  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6255  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6256  * group having less cpu_capacity.
6257  */
6258 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6259 {
6260         struct sched_group *sg = sd->groups;
6261
6262         WARN_ON(!sg);
6263
6264         do {
6265                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6266                 sg = sg->next;
6267         } while (sg != sd->groups);
6268
6269         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6270                 return;
6271
6272         update_group_capacity(sd, cpu);
6273         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6274 }
6275
6276 /*
6277  * Initializers for schedule domains
6278  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6279  */
6280
6281 static int default_relax_domain_level = -1;
6282 int sched_domain_level_max;
6283
6284 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6285 {
6286         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6287                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6288
6289         return 1;
6290 }
6291 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6292
6293 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6294                                  struct sched_domain_attr *attr)
6295 {
6296         int request;
6297
6298         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6299                 if (default_relax_domain_level < 0)
6300                         return;
6301                 else
6302                         request = default_relax_domain_level;
6303         } else
6304                 request = attr->relax_domain_level;
6305         if (request < sd->level) {
6306                 /* turn off idle balance on this domain */
6307                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6308         } else {
6309                 /* turn on idle balance on this domain */
6310                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6311         }
6312 }
6313
6314 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6315 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6316
6317 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6318                                  const struct cpumask *cpu_map)
6319 {
6320         switch (what) {
6321         case sa_rootdomain:
6322                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6323                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6324         case sa_sd:
6325                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6326         case sa_sd_storage:
6327                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6328         case sa_none:
6329                 break;
6330         }
6331 }
6332
6333 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6334                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6335 {
6336         memset(d, 0, sizeof(*d));
6337
6338         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6339                 return sa_sd_storage;
6340         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6341         if (!d->sd)
6342                 return sa_sd_storage;
6343         d->rd = alloc_rootdomain();
6344         if (!d->rd)
6345                 return sa_sd;
6346         return sa_rootdomain;
6347 }
6348
6349 /*
6350  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6351  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6352  * will not free the data we're using.
6353  */
6354 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6355 {
6356         struct sd_data *sdd = sd->private;
6357
6358         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6359         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6360
6361         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6362                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6363
6364         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6365                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6366 }
6367
6368 #ifdef CONFIG_NUMA
6369 static int sched_domains_numa_levels;
6370 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6371 static int *sched_domains_numa_distance;
6372 int sched_max_numa_distance;
6373 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6374 static int sched_domains_curr_level;
6375 #endif
6376
6377 /*
6378  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6379  *
6380  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6381  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6382  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6383  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6384  *
6385  * Odd one out:
6386  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6387  */
6388 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6389         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6390          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6391          SD_NUMA |                      \
6392          SD_ASYM_PACKING |              \
6393          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6394
6395 static struct sched_domain *
6396 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6397 {
6398         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6399         int sd_weight, sd_flags = 0;
6400
6401 #ifdef CONFIG_NUMA
6402         /*
6403          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6404          */
6405         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6406 #endif
6407
6408         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6409
6410         if (tl->sd_flags)
6411                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6412         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6413                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6414                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6415
6416         *sd = (struct sched_domain){
6417                 .min_interval           = sd_weight,
6418                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6419                 .busy_factor            = 32,
6420                 .imbalance_pct          = 125,
6421
6422                 .cache_nice_tries       = 0,
6423                 .busy_idx               = 0,
6424                 .idle_idx               = 0,
6425                 .newidle_idx            = 0,
6426                 .wake_idx               = 0,
6427                 .forkexec_idx           = 0,
6428
6429                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6430                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6431                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6432                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6433                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6434                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6435                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6436                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6437                                         | 0*SD_SERIALIZE
6438                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6439                                         | 0*SD_NUMA
6440                                         | sd_flags
6441                                         ,
6442
6443                 .last_balance           = jiffies,
6444                 .balance_interval       = sd_weight,
6445                 .smt_gain               = 0,
6446                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6447                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6448 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6449                 .name                   = tl->name,
6450 #endif
6451         };
6452
6453         /*
6454          * Convert topological properties into behaviour.
6455          */
6456
6457         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6458                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6459                 sd->imbalance_pct = 110;
6460                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6461
6462         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6463                 sd->imbalance_pct = 117;
6464                 sd->cache_nice_tries = 1;
6465                 sd->busy_idx = 2;
6466
6467 #ifdef CONFIG_NUMA
6468         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6469                 sd->cache_nice_tries = 2;
6470                 sd->busy_idx = 3;
6471                 sd->idle_idx = 2;
6472
6473                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6474                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6475                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6476                                        SD_BALANCE_FORK |
6477                                        SD_WAKE_AFFINE);
6478                 }
6479
6480 #endif
6481         } else {
6482                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6483                 sd->cache_nice_tries = 1;
6484                 sd->busy_idx = 2;
6485                 sd->idle_idx = 1;
6486         }
6487
6488         sd->private = &tl->data;
6489
6490         return sd;
6491 }
6492
6493 /*
6494  * Topology list, bottom-up.
6495  */
6496 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6497 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6498         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6499 #endif
6500 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6501         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6502 #endif
6503         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6504         { NULL, },
6505 };
6506
6507 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6508         default_topology;
6509
6510 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6511         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6512
6513 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6514 {
6515         sched_domain_topology = tl;
6516 }
6517
6518 #ifdef CONFIG_NUMA
6519
6520 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6521 {
6522         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6523 }
6524
6525 static void sched_numa_warn(const char *str)
6526 {
6527         static int done = false;
6528         int i,j;
6529
6530         if (done)
6531                 return;
6532
6533         done = true;
6534
6535         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6536
6537         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6538                 printk(KERN_WARNING "  ");
6539                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6540                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6541                 printk(KERN_CONT "\n");
6542         }
6543         printk(KERN_WARNING "\n");
6544 }
6545
6546 bool find_numa_distance(int distance)
6547 {
6548         int i;
6549
6550         if (distance == node_distance(0, 0))
6551                 return true;
6552
6553         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6554                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6555                         return true;
6556         }
6557
6558         return false;
6559 }
6560
6561 /*
6562  * A system can have three types of NUMA topology:
6563  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6564  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6565  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6566  *
6567  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6568  * topology lies in whether communication between not directly
6569  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6570  * could run), or through backplane controllers. This affects
6571  * placement of programs.
6572  *
6573  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6574  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6575  *   is directly connected.
6576  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6577  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6578  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6579  */
6580 static void init_numa_topology_type(void)
6581 {
6582         int a, b, c, n;
6583
6584         n = sched_max_numa_distance;
6585
6586         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6587                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6588                 return;
6589         }
6590
6591         for_each_online_node(a) {
6592                 for_each_online_node(b) {
6593                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6594                         if (node_distance(a, b) < n)
6595                                 continue;
6596
6597                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6598                         for_each_online_node(c) {
6599                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6600                                     node_distance(b, c) < n) {
6601                                         sched_numa_topology_type =
6602                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6603                                         return;
6604                                 }
6605                         }
6606
6607                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6608                         return;
6609                 }
6610         }
6611 }
6612
6613 static void sched_init_numa(void)
6614 {
6615         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6616         struct sched_domain_topology_level *tl;
6617         int level = 0;
6618         int i, j, k;
6619
6620         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6621         if (!sched_domains_numa_distance)
6622                 return;
6623
6624         /*
6625          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6626          * unique distances in the node_distance() table.
6627          *
6628          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6629          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6630          */
6631         next_distance = curr_distance;
6632         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6633                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6634                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6635                                 int distance = node_distance(i, k);
6636
6637                                 if (distance > curr_distance &&
6638                                     (distance < next_distance ||
6639                                      next_distance == curr_distance))
6640                                         next_distance = distance;
6641
6642                                 /*
6643                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6644                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6645                                  * equally connected to A.
6646                                  */
6647                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6648                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6649
6650                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6651                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6652                         }
6653                         if (next_distance != curr_distance) {
6654                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6655                                 sched_domains_numa_levels = level;
6656                                 curr_distance = next_distance;
6657                         } else break;
6658                 }
6659
6660                 /*
6661                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6662                  */
6663                 if (!sched_debug())
6664                         break;
6665         }
6666
6667         if (!level)
6668                 return;
6669
6670         /*
6671          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6672          * identity distance node_distance(i,i).
6673          *
6674          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6675          * numbers.
6676          */
6677
6678         /*
6679          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6680          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6681          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6682          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6683          * in other functions.
6684          *
6685          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6686          */
6687         sched_domains_numa_levels = 0;
6688
6689         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6690         if (!sched_domains_numa_masks)
6691                 return;
6692
6693         /*
6694          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6695          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6696          */
6697         for (i = 0; i < level; i++) {
6698                 sched_domains_numa_masks[i] =
6699                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6700                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6701                         return;
6702
6703                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6704                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6705                         if (!mask)
6706                                 return;
6707
6708                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6709
6710                         for_each_node(k) {
6711                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6712                                         continue;
6713
6714                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6715                         }
6716                 }
6717         }
6718
6719         /* Compute default topology size */
6720         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6721
6722         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6723                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6724         if (!tl)
6725                 return;
6726
6727         /*
6728          * Copy the default topology bits..
6729          */
6730         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6731                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6732
6733         /*
6734          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6735          */
6736         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6737                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6738                         .mask = sd_numa_mask,
6739                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6740                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6741                         .numa_level = j,
6742                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6743                 };
6744         }
6745
6746         sched_domain_topology = tl;
6747
6748         sched_domains_numa_levels = level;
6749         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6750
6751         init_numa_topology_type();
6752 }
6753
6754 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6755 {
6756         int node = cpu_to_node(cpu);
6757         int i, j;
6758
6759         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6760                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6761                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6762                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6763                 }
6764         }
6765 }
6766
6767 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6768 {
6769         int i, j;
6770
6771         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6772                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6773                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6774         }
6775 }
6776
6777 #else
6778 static inline void sched_init_numa(void) { }
6779 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6780 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6781 #endif /* CONFIG_NUMA */
6782
6783 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6784 {
6785         struct sched_domain_topology_level *tl;
6786         int j;
6787
6788         for_each_sd_topology(tl) {
6789                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6790
6791                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6792                 if (!sdd->sd)
6793                         return -ENOMEM;
6794
6795                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6796                 if (!sdd->sg)
6797                         return -ENOMEM;
6798
6799                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6800                 if (!sdd->sgc)
6801                         return -ENOMEM;
6802
6803                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6804                         struct sched_domain *sd;
6805                         struct sched_group *sg;
6806                         struct sched_group_capacity *sgc;
6807
6808                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6809                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6810                         if (!sd)
6811                                 return -ENOMEM;
6812
6813                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6814
6815                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6816                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6817                         if (!sg)
6818                                 return -ENOMEM;
6819
6820                         sg->next = sg;
6821
6822                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6823
6824                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6825                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6826                         if (!sgc)
6827                                 return -ENOMEM;
6828
6829                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6830                 }
6831         }
6832
6833         return 0;
6834 }
6835
6836 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6837 {
6838         struct sched_domain_topology_level *tl;
6839         int j;
6840
6841         for_each_sd_topology(tl) {
6842                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6843
6844                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6845                         struct sched_domain *sd;
6846
6847                         if (sdd->sd) {
6848                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6849                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6850                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6851                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6852                         }
6853
6854                         if (sdd->sg)
6855                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6856                         if (sdd->sgc)
6857                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6858                 }
6859                 free_percpu(sdd->sd);
6860                 sdd->sd = NULL;
6861                 free_percpu(sdd->sg);
6862                 sdd->sg = NULL;
6863                 free_percpu(sdd->sgc);
6864                 sdd->sgc = NULL;
6865         }
6866 }
6867
6868 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6869                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6870                 struct sched_domain *child, int cpu)
6871 {
6872         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
6873         if (!sd)
6874                 return child;
6875
6876         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6877         if (child) {
6878                 sd->level = child->level + 1;
6879                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6880                 child->parent = sd;
6881                 sd->child = child;
6882
6883                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6884                                     sched_domain_span(sd))) {
6885                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6886 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6887                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6888                                         child->name, sd->name);
6889 #endif
6890                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6891                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6892                                    sched_domain_span(sd),
6893                                    sched_domain_span(child));
6894                 }
6895
6896         }
6897         set_domain_attribute(sd, attr);
6898
6899         return sd;
6900 }
6901
6902 /*
6903  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6904  * to the individual cpus
6905  */
6906 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6907                                struct sched_domain_attr *attr)
6908 {
6909         enum s_alloc alloc_state;
6910         struct sched_domain *sd;
6911         struct s_data d;
6912         int i, ret = -ENOMEM;
6913
6914         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6915         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6916                 goto error;
6917
6918         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6919         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6920                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6921
6922                 sd = NULL;
6923                 for_each_sd_topology(tl) {
6924                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6925                         if (tl == sched_domain_topology)
6926                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6927                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6928                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6929                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6930                                 break;
6931                 }
6932         }
6933
6934         /* Build the groups for the domains */
6935         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6936                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6937                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6938                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6939                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6940                                         goto error;
6941                         } else {
6942                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6943                                         goto error;
6944                         }
6945                 }
6946         }
6947
6948         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
6949         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6950                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6951                         continue;
6952
6953                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6954                         claim_allocations(i, sd);
6955                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
6956                 }
6957         }
6958
6959         /* Attach the domains */
6960         rcu_read_lock();
6961         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6962                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6963                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6964         }
6965         rcu_read_unlock();
6966
6967         ret = 0;
6968 error:
6969         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6970         return ret;
6971 }
6972
6973 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6974 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6975 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6976                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6977
6978 /*
6979  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6980  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6981  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6982  */
6983 static cpumask_var_t fallback_doms;
6984
6985 /*
6986  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6987  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6988  * or 0 if it stayed the same.
6989  */
6990 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
6991 {
6992         return 0;
6993 }
6994
6995 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6996 {
6997         int i;
6998         cpumask_var_t *doms;
6999
7000         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7001         if (!doms)
7002                 return NULL;
7003         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7004                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7005                         free_sched_domains(doms, i);
7006                         return NULL;
7007                 }
7008         }
7009         return doms;
7010 }
7011
7012 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7013 {
7014         unsigned int i;
7015         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7016                 free_cpumask_var(doms[i]);
7017         kfree(doms);
7018 }
7019
7020 /*
7021  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7022  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7023  * exclude other special cases in the future.
7024  */
7025 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7026 {
7027         int err;
7028
7029         arch_update_cpu_topology();
7030         ndoms_cur = 1;
7031         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7032         if (!doms_cur)
7033                 doms_cur = &fallback_doms;
7034         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7035         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7036         register_sched_domain_sysctl();
7037
7038         return err;
7039 }
7040
7041 /*
7042  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7043  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7044  */
7045 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7046 {
7047         int i;
7048
7049         rcu_read_lock();
7050         for_each_cpu(i, cpu_map)
7051                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7052         rcu_read_unlock();
7053 }
7054
7055 /* handle null as "default" */
7056 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7057                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7058 {
7059         struct sched_domain_attr tmp;
7060
7061         /* fast path */
7062         if (!new && !cur)
7063                 return 1;
7064
7065         tmp = SD_ATTR_INIT;
7066         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7067                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7068                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7069 }
7070
7071 /*
7072  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7073  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7074  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7075  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7076  *
7077  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7078  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7079  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7080  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7081  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7082  * it as it is.
7083  *
7084  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7085  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7086  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7087  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7088  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7089  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7090  *
7091  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7092  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7093  * and it will not create the default domain.
7094  *
7095  * Call with hotplug lock held
7096  */
7097 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7098                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7099 {
7100         int i, j, n;
7101         int new_topology;
7102
7103         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7104
7105         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7106         unregister_sched_domain_sysctl();
7107
7108         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7109         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7110
7111         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7112
7113         /* Destroy deleted domains */
7114         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7115                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7116                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7117                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7118                                 goto match1;
7119                 }
7120                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7121                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7122 match1:
7123                 ;
7124         }
7125
7126         n = ndoms_cur;
7127         if (doms_new == NULL) {
7128                 n = 0;
7129                 doms_new = &fallback_doms;
7130                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7131                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7132         }
7133
7134         /* Build new domains */
7135         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7136                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7137                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7138                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7139                                 goto match2;
7140                 }
7141                 /* no match - add a new doms_new */
7142                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7143 match2:
7144                 ;
7145         }
7146
7147         /* Remember the new sched domains */
7148         if (doms_cur != &fallback_doms)
7149                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7150         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7151         doms_cur = doms_new;
7152         dattr_cur = dattr_new;
7153         ndoms_cur = ndoms_new;
7154
7155         register_sched_domain_sysctl();
7156
7157         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7158 }
7159
7160 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7161
7162 /*
7163  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7164  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7165  * around partition_sched_domains().
7166  *
7167  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7168  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7169  */
7170 static void cpuset_cpu_active(void)
7171 {
7172         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7173                 /*
7174                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7175                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7176                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7177                  * domain, ignoring cpusets.
7178                  */
7179                 num_cpus_frozen--;
7180                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7181                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7182                         return;
7183                 }
7184                 /*
7185                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7186                  * restore the original sched domains by considering the
7187                  * cpuset configurations.
7188                  */
7189         }
7190         cpuset_update_active_cpus(true);
7191 }
7192
7193 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7194 {
7195         unsigned long flags;
7196         struct dl_bw *dl_b;
7197         bool overflow;
7198         int cpus;
7199
7200         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7201                 rcu_read_lock_sched();
7202                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7203
7204                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7205                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7206                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7207                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7208
7209                 rcu_read_unlock_sched();
7210
7211                 if (overflow)
7212                         return -EBUSY;
7213                 cpuset_update_active_cpus(false);
7214         } else {
7215                 num_cpus_frozen++;
7216                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7217         }
7218         return 0;
7219 }
7220
7221 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7222 {
7223         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7224         unsigned long flags;
7225
7226         set_cpu_active(cpu, true);
7227
7228         if (sched_smp_initialized) {
7229                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7230                 cpuset_cpu_active();
7231         }
7232
7233         /*
7234          * Put the rq online, if not already. This happens:
7235          *
7236          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7237          *    after all cpus have been brought up.
7238          *
7239          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7240          *    domains.
7241          */
7242         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7243         if (rq->rd) {
7244                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7245                 set_rq_online(rq);
7246         }
7247         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7248
7249         update_max_interval();
7250
7251         return 0;
7252 }
7253
7254 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7255 {
7256         int ret;
7257
7258         set_cpu_active(cpu, false);
7259         /*
7260          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7261          * users of this state to go away such that all new such users will
7262          * observe it.
7263          *
7264          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7265          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7266          *
7267          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7268          */
7269         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7270                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7271         else
7272                 synchronize_rcu();
7273
7274         if (!sched_smp_initialized)
7275                 return 0;
7276
7277         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7278         if (ret) {
7279                 set_cpu_active(cpu, true);
7280                 return ret;
7281         }
7282         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7283         return 0;
7284 }
7285
7286 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7287 {
7288         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7289
7290         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7291         update_max_interval();
7292 }
7293
7294 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7295 {
7296         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7297         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7298         return 0;
7299 }
7300
7301 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7302 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7303 {
7304         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7305         unsigned long flags;
7306
7307         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7308         sched_ttwu_pending();
7309         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7310         if (rq->rd) {
7311                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7312                 set_rq_offline(rq);
7313         }
7314         migrate_tasks(rq);
7315         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7316         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7317         calc_load_migrate(rq);
7318         update_max_interval();
7319         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7320         hrtick_clear(rq);
7321         return 0;
7322 }
7323 #endif
7324
7325 void __init sched_init_smp(void)
7326 {
7327         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7328
7329         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7330         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7331
7332         sched_init_numa();
7333
7334         /*
7335          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7336          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7337          * happen.
7338          */
7339         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7340         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7341         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7342         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7343                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7344         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7345
7346         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7347         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7348                 BUG();
7349         sched_init_granularity();
7350         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7351
7352         init_sched_rt_class();
7353         init_sched_dl_class();
7354         sched_smp_initialized = true;
7355 }
7356
7357 static int __init migration_init(void)
7358 {
7359         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7360         return 0;
7361 }
7362 early_initcall(migration_init);
7363
7364 #else
7365 void __init sched_init_smp(void)
7366 {
7367         sched_init_granularity();
7368 }
7369 #endif /* CONFIG_SMP */
7370
7371 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7372 {
7373         return in_lock_functions(addr) ||
7374                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7375                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7376 }
7377
7378 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7379 /*
7380  * Default task group.
7381  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7382  */
7383 struct task_group root_task_group;
7384 LIST_HEAD(task_groups);
7385
7386 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7387 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7388 #endif
7389
7390 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7391
7392 void __init sched_init(void)
7393 {
7394         int i, j;
7395         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7396
7397 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7398         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7399 #endif
7400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7401         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7402 #endif
7403         if (alloc_size) {
7404                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7405
7406 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7407                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7408                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7409
7410                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7411                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7412
7413 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7414 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7415                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7416                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7417
7418                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7419                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7420
7421 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7422         }
7423 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7424         for_each_possible_cpu(i) {
7425                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7426                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7427         }
7428 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7429
7430         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7431                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7432         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7433                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7434
7435 #ifdef CONFIG_SMP
7436         init_defrootdomain();
7437 #endif
7438
7439 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7440         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7441                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7442 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7443
7444 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7445         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7446
7447         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7448         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7449         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7450         autogroup_init(&init_task);
7451 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7452
7453         for_each_possible_cpu(i) {
7454                 struct rq *rq;
7455
7456                 rq = cpu_rq(i);
7457                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7458                 rq->nr_running = 0;
7459                 rq->calc_load_active = 0;
7460                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7461                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7462                 init_rt_rq(&rq->rt);
7463                 init_dl_rq(&rq->dl);
7464 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7465                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7466                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7467                 /*
7468                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7469                  *
7470                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7471                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7472                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7473                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7474                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7475                  * (se->load.weight).
7476                  *
7477                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7478                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7479                  * then A0's share of the cpu resource is:
7480                  *
7481                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7482                  *
7483                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7484                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7485                  */
7486                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7487                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7488 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7489
7490                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7491 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7492                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7493 #endif
7494
7495                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7496                         rq->cpu_load[j] = 0;
7497
7498 #ifdef CONFIG_SMP
7499                 rq->sd = NULL;
7500                 rq->rd = NULL;
7501                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7502                 rq->balance_callback = NULL;
7503                 rq->active_balance = 0;
7504                 rq->next_balance = jiffies;
7505                 rq->push_cpu = 0;
7506                 rq->cpu = i;
7507                 rq->online = 0;
7508                 rq->idle_stamp = 0;
7509                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7510                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7511
7512                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7513
7514                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7515 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7516                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7517                 rq->nohz_flags = 0;
7518 #endif
7519 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7520                 rq->last_sched_tick = 0;
7521 #endif
7522 #endif /* CONFIG_SMP */
7523                 init_rq_hrtick(rq);
7524                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7525         }
7526
7527         set_load_weight(&init_task);
7528
7529 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7530         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7531 #endif
7532
7533         /*
7534          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7535          */
7536         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7537         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7538
7539         /*
7540          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7541          */
7542         current->sched_class = &fair_sched_class;
7543
7544         /*
7545          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7546          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7547          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7548          * when this runqueue becomes "idle".
7549          */
7550         init_idle(current, smp_processor_id());
7551
7552         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7553
7554 #ifdef CONFIG_SMP
7555         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7556         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7557         if (cpu_isolated_map == NULL)
7558                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7559         idle_thread_set_boot_cpu();
7560         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7561 #endif
7562         init_sched_fair_class();
7563
7564         init_schedstats();
7565
7566         scheduler_running = 1;
7567 }
7568
7569 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7570 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7571 {
7572         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7573
7574         return (nested == preempt_offset);
7575 }
7576
7577 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7578 {
7579         /*
7580          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7581          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7582          * otherwise we will destroy state.
7583          */
7584         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7585                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7586                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7587                         current->state,
7588                         (void *)current->task_state_change,
7589                         (void *)current->task_state_change);
7590
7591         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7592 }
7593 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7594
7595 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7596 {
7597         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7598
7599         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7600         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7601              !is_idle_task(current)) ||
7602             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7603                 return;
7604         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7605                 return;
7606         prev_jiffy = jiffies;
7607
7608         printk(KERN_ERR
7609                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7610                         file, line);
7611         printk(KERN_ERR
7612                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7613                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7614                         current->pid, current->comm);
7615
7616         if (task_stack_end_corrupted(current))
7617                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7618
7619         debug_show_held_locks(current);
7620         if (irqs_disabled())
7621                 print_irqtrace_events(current);
7622 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7623         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7624                 pr_err("Preemption disabled at:");
7625                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7626                 pr_cont("\n");
7627         }
7628 #endif
7629         dump_stack();
7630 }
7631 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7632 #endif
7633
7634 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7635 void normalize_rt_tasks(void)
7636 {
7637         struct task_struct *g, *p;
7638         struct sched_attr attr = {
7639                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7640         };
7641
7642         read_lock(&tasklist_lock);
7643         for_each_process_thread(g, p) {
7644                 /*
7645                  * Only normalize user tasks:
7646                  */
7647                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7648                         continue;
7649
7650                 p->se.exec_start                = 0;
7651 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7652                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7653                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7654                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7655 #endif
7656
7657                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7658                         /*
7659                          * Renice negative nice level userspace
7660                          * tasks back to 0:
7661                          */
7662                         if (task_nice(p) < 0)
7663                                 set_user_nice(p, 0);
7664                         continue;
7665                 }
7666
7667                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7668         }
7669         read_unlock(&tasklist_lock);
7670 }
7671
7672 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7673
7674 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7675 /*
7676  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7677  *
7678  * They can only be called when the whole system has been
7679  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7680  * activity can take place. Using them for anything else would
7681  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7682  * under any other configuration.
7683  */
7684
7685 /**
7686  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7687  * @cpu: the processor in question.
7688  *
7689  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7690  *
7691  * Return: The current task for @cpu.
7692  */
7693 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7694 {
7695         return cpu_curr(cpu);
7696 }
7697
7698 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7699
7700 #ifdef CONFIG_IA64
7701 /**
7702  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7703  * @cpu: the processor in question.
7704  * @p: the task pointer to set.
7705  *
7706  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7707  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7708  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7709  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7710  * and caller must save the original value of the current task (see
7711  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7712  * re-starting the system.
7713  *
7714  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7715  */
7716 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7717 {
7718         cpu_curr(cpu) = p;
7719 }
7720
7721 #endif
7722
7723 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7724 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7725 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7726
7727 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7728 {
7729         free_fair_sched_group(tg);
7730         free_rt_sched_group(tg);
7731         autogroup_free(tg);
7732         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7733 }
7734
7735 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7736 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7737 {
7738         struct task_group *tg;
7739
7740         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7741         if (!tg)
7742                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7743
7744         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7745                 goto err;
7746
7747         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7748                 goto err;
7749
7750         return tg;
7751
7752 err:
7753         sched_free_group(tg);
7754         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7755 }
7756
7757 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7758 {
7759         unsigned long flags;
7760
7761         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7762         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7763
7764         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7765
7766         tg->parent = parent;
7767         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7768         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7769         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7770
7771         online_fair_sched_group(tg);
7772 }
7773
7774 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7775 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7776 {
7777         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7778         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7779 }
7780
7781 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7782 {
7783         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7784         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7785 }
7786
7787 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7788 {
7789         unsigned long flags;
7790
7791         /* end participation in shares distribution */
7792         unregister_fair_sched_group(tg);
7793
7794         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7795         list_del_rcu(&tg->list);
7796         list_del_rcu(&tg->siblings);
7797         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7798 }
7799
7800 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7801 {
7802         struct task_group *tg;
7803
7804         /*
7805          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7806          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7807          * to prevent lockdep warnings.
7808          */
7809         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7810                           struct task_group, css);
7811         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7812         tsk->sched_task_group = tg;
7813
7814 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7815         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7816                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7817         else
7818 #endif
7819                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7820 }
7821
7822 /*
7823  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7824  *
7825  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7826  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7827  * its new group.
7828  */
7829 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7830 {
7831         int queued, running;
7832         struct rq_flags rf;
7833         struct rq *rq;
7834
7835         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7836
7837         running = task_current(rq, tsk);
7838         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7839
7840         if (queued)
7841                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7842         if (unlikely(running))
7843                 put_prev_task(rq, tsk);
7844
7845         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7846
7847         if (unlikely(running))
7848                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7849         if (queued)
7850                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
7851
7852         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7853 }
7854 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7855
7856 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7857 /*
7858  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7859  */
7860 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7861
7862 /* Must be called with tasklist_lock held */
7863 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7864 {
7865         struct task_struct *g, *p;
7866
7867         /*
7868          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7869          */
7870         if (task_group_is_autogroup(tg))
7871                 return 0;
7872
7873         for_each_process_thread(g, p) {
7874                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7875                         return 1;
7876         }
7877
7878         return 0;
7879 }
7880
7881 struct rt_schedulable_data {
7882         struct task_group *tg;
7883         u64 rt_period;
7884         u64 rt_runtime;
7885 };
7886
7887 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7888 {
7889         struct rt_schedulable_data *d = data;
7890         struct task_group *child;
7891         unsigned long total, sum = 0;
7892         u64 period, runtime;
7893
7894         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7895         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7896
7897         if (tg == d->tg) {
7898                 period = d->rt_period;
7899                 runtime = d->rt_runtime;
7900         }
7901
7902         /*
7903          * Cannot have more runtime than the period.
7904          */
7905         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7906                 return -EINVAL;
7907
7908         /*
7909          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7910          */
7911         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7912                 return -EBUSY;
7913
7914         total = to_ratio(period, runtime);
7915
7916         /*
7917          * Nobody can have more than the global setting allows.
7918          */
7919         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7920                 return -EINVAL;
7921
7922         /*
7923          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7924          */
7925         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7926                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7927                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7928
7929                 if (child == d->tg) {
7930                         period = d->rt_period;
7931                         runtime = d->rt_runtime;
7932                 }
7933
7934                 sum += to_ratio(period, runtime);
7935         }
7936
7937         if (sum > total)
7938                 return -EINVAL;
7939
7940         return 0;
7941 }
7942
7943 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7944 {
7945         int ret;
7946
7947         struct rt_schedulable_data data = {
7948                 .tg = tg,
7949                 .rt_period = period,
7950                 .rt_runtime = runtime,
7951         };
7952
7953         rcu_read_lock();
7954         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7955         rcu_read_unlock();
7956
7957         return ret;
7958 }
7959
7960 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7961                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7962 {
7963         int i, err = 0;
7964
7965         /*
7966          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
7967          * kernel creating (and or operating) RT threads.
7968          */
7969         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
7970                 return -EINVAL;
7971
7972         /* No period doesn't make any sense. */
7973         if (rt_period == 0)
7974                 return -EINVAL;
7975
7976         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7977         read_lock(&tasklist_lock);
7978         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7979         if (err)
7980                 goto unlock;
7981
7982         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7983         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7984         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7985
7986         for_each_possible_cpu(i) {
7987                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7988
7989                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7990                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7991                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7992         }
7993         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7994 unlock:
7995         read_unlock(&tasklist_lock);
7996         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7997
7998         return err;
7999 }
8000
8001 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8002 {
8003         u64 rt_runtime, rt_period;
8004
8005         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8006         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8007         if (rt_runtime_us < 0)
8008                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8009
8010         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8011 }
8012
8013 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8014 {
8015         u64 rt_runtime_us;
8016
8017         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8018                 return -1;
8019
8020         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8021         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8022         return rt_runtime_us;
8023 }
8024
8025 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8026 {
8027         u64 rt_runtime, rt_period;
8028
8029         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8030         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8031
8032         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8033 }
8034
8035 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8036 {
8037         u64 rt_period_us;
8038
8039         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8040         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8041         return rt_period_us;
8042 }
8043 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8044
8045 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8046 static int sched_rt_global_constraints(void)
8047 {
8048         int ret = 0;
8049
8050         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8051         read_lock(&tasklist_lock);
8052         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8053         read_unlock(&tasklist_lock);
8054         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8055
8056         return ret;
8057 }
8058
8059 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8060 {
8061         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8062         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8063                 return 0;
8064
8065         return 1;
8066 }
8067
8068 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8069 static int sched_rt_global_constraints(void)
8070 {
8071         unsigned long flags;
8072         int i;
8073
8074         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8075         for_each_possible_cpu(i) {
8076                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8077
8078                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8079                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8080                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8081         }
8082         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8083
8084         return 0;
8085 }
8086 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8087
8088 static int sched_dl_global_validate(void)
8089 {
8090         u64 runtime = global_rt_runtime();
8091         u64 period = global_rt_period();
8092         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8093         struct dl_bw *dl_b;
8094         int cpu, ret = 0;
8095         unsigned long flags;
8096
8097         /*
8098          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8099          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8100          * any of the root_domains.
8101          *
8102          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8103          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8104          * solutions is welcome!
8105          */
8106         for_each_possible_cpu(cpu) {
8107                 rcu_read_lock_sched();
8108                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8109
8110                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8111                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8112                         ret = -EBUSY;
8113                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8114
8115                 rcu_read_unlock_sched();
8116
8117                 if (ret)
8118                         break;
8119         }
8120
8121         return ret;
8122 }
8123
8124 static void sched_dl_do_global(void)
8125 {
8126         u64 new_bw = -1;
8127         struct dl_bw *dl_b;
8128         int cpu;
8129         unsigned long flags;
8130
8131         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8132         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8133
8134         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8135                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8136
8137         /*
8138          * FIXME: As above...
8139          */
8140         for_each_possible_cpu(cpu) {
8141                 rcu_read_lock_sched();
8142                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8143
8144                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8145                 dl_b->bw = new_bw;
8146                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8147
8148                 rcu_read_unlock_sched();
8149         }
8150 }
8151
8152 static int sched_rt_global_validate(void)
8153 {
8154         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8155                 return -EINVAL;
8156
8157         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8158                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8159                 return -EINVAL;
8160
8161         return 0;
8162 }
8163
8164 static void sched_rt_do_global(void)
8165 {
8166         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8167         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8168 }
8169
8170 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8171                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8172                 loff_t *ppos)
8173 {
8174         int old_period, old_runtime;
8175         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8176         int ret;
8177
8178         mutex_lock(&mutex);
8179         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8180         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8181
8182         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8183
8184         if (!ret && write) {
8185                 ret = sched_rt_global_validate();
8186                 if (ret)
8187                         goto undo;
8188
8189                 ret = sched_dl_global_validate();
8190                 if (ret)
8191                         goto undo;
8192
8193                 ret = sched_rt_global_constraints();
8194                 if (ret)
8195                         goto undo;
8196
8197                 sched_rt_do_global();
8198                 sched_dl_do_global();
8199         }
8200         if (0) {
8201 undo:
8202                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8203                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8204         }
8205         mutex_unlock(&mutex);
8206
8207         return ret;
8208 }
8209
8210 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8211                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8212                 loff_t *ppos)
8213 {
8214         int ret;
8215         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8216
8217         mutex_lock(&mutex);
8218         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8219         /* make sure that internally we keep jiffies */
8220         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8221         if (!ret && write) {
8222                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8223                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8224         }
8225         mutex_unlock(&mutex);
8226         return ret;
8227 }
8228
8229 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8230
8231 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8232 {
8233         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8234 }
8235
8236 static struct cgroup_subsys_state *
8237 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8238 {
8239         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8240         struct task_group *tg;
8241
8242         if (!parent) {
8243                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8244                 return &root_task_group.css;
8245         }
8246
8247         tg = sched_create_group(parent);
8248         if (IS_ERR(tg))
8249                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8250
8251         sched_online_group(tg, parent);
8252
8253         return &tg->css;
8254 }
8255
8256 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8257 {
8258         struct task_group *tg = css_tg(css);
8259
8260         sched_offline_group(tg);
8261 }
8262
8263 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8264 {
8265         struct task_group *tg = css_tg(css);
8266
8267         /*
8268          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8269          */
8270         sched_free_group(tg);
8271 }
8272
8273 /*
8274  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8275  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8276  */
8277 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8278 {
8279         struct rq_flags rf;
8280         struct rq *rq;
8281
8282         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8283
8284         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8285
8286         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8287 }
8288
8289 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8290 {
8291         struct task_struct *task;
8292         struct cgroup_subsys_state *css;
8293         int ret = 0;
8294
8295         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8296 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8297                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8298                         return -EINVAL;
8299 #else
8300                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8301                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8302                         return -EINVAL;
8303 #endif
8304                 /*
8305                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8306                  * running, we're sure to observe its full state.
8307                  */
8308                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8309                 /*
8310                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8311                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8312                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8313                  */
8314                 if (task->state == TASK_NEW)
8315                         ret = -EINVAL;
8316                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8317
8318                 if (ret)
8319                         break;
8320         }
8321         return ret;
8322 }
8323
8324 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8325 {
8326         struct task_struct *task;
8327         struct cgroup_subsys_state *css;
8328
8329         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8330                 sched_move_task(task);
8331 }
8332
8333 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8334 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8335                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8336 {
8337         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8338 }
8339
8340 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8341                                struct cftype *cft)
8342 {
8343         struct task_group *tg = css_tg(css);
8344
8345         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8346 }
8347
8348 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8349 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8350
8351 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8352 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8353
8354 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8355
8356 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8357 {
8358         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8359         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8360
8361         if (tg == &root_task_group)
8362                 return -EINVAL;
8363
8364         /*
8365          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8366          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8367          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8368          */
8369         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8370                 return -EINVAL;
8371
8372         /*
8373          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8374          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8375          * feasibility.
8376          */
8377         if (period > max_cfs_quota_period)
8378                 return -EINVAL;
8379
8380         /*
8381          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8382          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8383          */
8384         get_online_cpus();
8385         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8386         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8387         if (ret)
8388                 goto out_unlock;
8389
8390         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8391         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8392         /*
8393          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8394          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8395          */
8396         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8397                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8398         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8399         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8400         cfs_b->quota = quota;
8401
8402         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8403         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8404         if (runtime_enabled)
8405                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8406         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8407
8408         for_each_online_cpu(i) {
8409                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8410                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8411
8412                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8413                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8414                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8415
8416                 if (cfs_rq->throttled)
8417                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8418                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8419         }
8420         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8421                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8422 out_unlock:
8423         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8424         put_online_cpus();
8425
8426         return ret;
8427 }
8428
8429 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8430 {
8431         u64 quota, period;
8432
8433         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8434         if (cfs_quota_us < 0)
8435                 quota = RUNTIME_INF;
8436         else
8437                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8438
8439         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8440 }
8441
8442 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8443 {
8444         u64 quota_us;
8445
8446         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8447                 return -1;
8448
8449         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8450         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8451
8452         return quota_us;
8453 }
8454
8455 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8456 {
8457         u64 quota, period;
8458
8459         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8460         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8461
8462         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8463 }
8464
8465 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8466 {
8467         u64 cfs_period_us;
8468
8469         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8470         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8471
8472         return cfs_period_us;
8473 }
8474
8475 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8476                                   struct cftype *cft)
8477 {
8478         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8479 }
8480
8481 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8482                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8483 {
8484         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8485 }
8486
8487 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8488                                    struct cftype *cft)
8489 {
8490         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8491 }
8492
8493 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8494                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8495 {
8496         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8497 }
8498
8499 struct cfs_schedulable_data {
8500         struct task_group *tg;
8501         u64 period, quota;
8502 };
8503
8504 /*
8505  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8506  * note: units are usecs
8507  */
8508 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8509                                struct cfs_schedulable_data *d)
8510 {
8511         u64 quota, period;
8512
8513         if (tg == d->tg) {
8514                 period = d->period;
8515                 quota = d->quota;
8516         } else {
8517                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8518                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8519         }
8520
8521         /* note: these should typically be equivalent */
8522         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8523                 return RUNTIME_INF;
8524
8525         return to_ratio(period, quota);
8526 }
8527
8528 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8529 {
8530         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8531         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8532         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8533
8534         if (!tg->parent) {
8535                 quota = RUNTIME_INF;
8536         } else {
8537                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8538
8539                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8540                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8541
8542                 /*
8543                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8544                  * limit is set
8545                  */
8546                 if (quota == RUNTIME_INF)
8547                         quota = parent_quota;
8548                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8549                         return -EINVAL;
8550         }
8551         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8552
8553         return 0;
8554 }
8555
8556 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8557 {
8558         int ret;
8559         struct cfs_schedulable_data data = {
8560                 .tg = tg,
8561                 .period = period,
8562                 .quota = quota,
8563         };
8564
8565         if (quota != RUNTIME_INF) {
8566                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8567                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8568         }
8569
8570         rcu_read_lock();
8571         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8572         rcu_read_unlock();
8573
8574         return ret;
8575 }
8576
8577 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8578 {
8579         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8580         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8581
8582         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8583         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8584         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8585
8586         return 0;
8587 }
8588 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8589 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8590
8591 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8592 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8593                                 struct cftype *cft, s64 val)
8594 {
8595         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8596 }
8597
8598 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8599                                struct cftype *cft)
8600 {
8601         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8602 }
8603
8604 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8605                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8606 {
8607         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8608 }
8609
8610 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8611                                    struct cftype *cft)
8612 {
8613         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8614 }
8615 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8616
8617 static struct cftype cpu_files[] = {
8618 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8619         {
8620                 .name = "shares",
8621                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8622                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8623         },
8624 #endif
8625 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8626         {
8627                 .name = "cfs_quota_us",
8628                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8629                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8630         },
8631         {
8632                 .name = "cfs_period_us",
8633                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8634                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8635         },
8636         {
8637                 .name = "stat",
8638                 .seq_show = cpu_stats_show,
8639         },
8640 #endif
8641 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8642         {
8643                 .name = "rt_runtime_us",
8644                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8645                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8646         },
8647         {
8648                 .name = "rt_period_us",
8649                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8650                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8651         },
8652 #endif
8653         { }     /* terminate */
8654 };
8655
8656 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8657         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8658         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8659         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8660         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8661         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8662         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8663         .legacy_cftypes = cpu_files,
8664         .early_init     = true,
8665 };
8666
8667 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8668
8669 void dump_cpu_task(int cpu)
8670 {
8671         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8672         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8673 }
8674
8675 /*
8676  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8677  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8678  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8679  * that remained on nice 0.
8680  *
8681  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8682  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8683  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8684  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8685  * the relative distance between them is ~25%.)
8686  */
8687 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8688  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8689  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8690  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8691  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8692  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8693  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8694  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8695  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8696 };
8697
8698 /*
8699  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8700  *
8701  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8702  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8703  * into multiplications:
8704  */
8705 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8706  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8707  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8708  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8709  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8710  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8711  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8712  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8713  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8714 };