sched/core: Optimize SCHED_SMT
[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) {
1067                 if (task_on_rq_queued(p))
1068                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1069                 else
1070                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1071         }
1072         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1073         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1074
1075         local_irq_enable();
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1081  * actually call this function.
1082  */
1083 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1084 {
1085         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1086         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1087 }
1088
1089 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1090 {
1091         struct rq *rq = task_rq(p);
1092         bool queued, running;
1093
1094         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1095
1096         queued = task_on_rq_queued(p);
1097         running = task_current(rq, p);
1098
1099         if (queued) {
1100                 /*
1101                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1102                  * holding rq->lock.
1103                  */
1104                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1105                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1106         }
1107         if (running)
1108                 put_prev_task(rq, p);
1109
1110         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1111
1112         if (running)
1113                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1114         if (queued)
1115                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1120  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1121  * is removed from the allowed bitmask.
1122  *
1123  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1124  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1125  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1126  */
1127 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1128                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1129 {
1130         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1131         unsigned int dest_cpu;
1132         struct rq_flags rf;
1133         struct rq *rq;
1134         int ret = 0;
1135
1136         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1137
1138         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1139                 /*
1140                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1141                  */
1142                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1147          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1148          */
1149         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1150                 ret = -EINVAL;
1151                 goto out;
1152         }
1153
1154         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1155                 goto out;
1156
1157         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1158                 ret = -EINVAL;
1159                 goto out;
1160         }
1161
1162         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1163
1164         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1165                 /*
1166                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1167                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1168                  */
1169                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1170                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1171                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1172         }
1173
1174         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1175         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1176                 goto out;
1177
1178         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1179         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1180                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1181                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1182                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1183                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1184                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1185                 return 0;
1186         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1187                 /*
1188                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1189                  * afterwards anyway.
1190                  */
1191                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1192                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1193                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1194         }
1195 out:
1196         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1197
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1202 {
1203         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1206
1207 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1208 {
1209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1210         /*
1211          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1212          * ttwu() will sort out the placement.
1213          */
1214         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1215                         !p->on_rq);
1216
1217         /*
1218          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1219          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1220          * time relying on p->on_rq.
1221          */
1222         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1223                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1224                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1225
1226 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1227         /*
1228          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1229          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1230          *
1231          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1232          * see task_group().
1233          *
1234          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1235          * task_rq_lock().
1236          */
1237         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1238                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1239 #endif
1240 #endif
1241
1242         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1243
1244         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1245                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1246                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1247                 p->se.nr_migrations++;
1248                 perf_event_task_migrate(p);
1249         }
1250
1251         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1252 }
1253
1254 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1255 {
1256         if (task_on_rq_queued(p)) {
1257                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1258
1259                 src_rq = task_rq(p);
1260                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1261
1262                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1263                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1264                 set_task_cpu(p, cpu);
1265                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1266                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1267                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1268         } else {
1269                 /*
1270                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1271                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1272                  * previous cpu our target instead of where it really is.
1273                  */
1274                 p->wake_cpu = cpu;
1275         }
1276 }
1277
1278 struct migration_swap_arg {
1279         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1280         int src_cpu, dst_cpu;
1281 };
1282
1283 static int migrate_swap_stop(void *data)
1284 {
1285         struct migration_swap_arg *arg = data;
1286         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1287         int ret = -EAGAIN;
1288
1289         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1290                 return -EAGAIN;
1291
1292         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1293         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1294
1295         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1296                         &arg->dst_task->pi_lock);
1297         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1298
1299         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1300                 goto unlock;
1301
1302         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1303                 goto unlock;
1304
1305         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1306                 goto unlock;
1307
1308         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1309                 goto unlock;
1310
1311         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1312         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1313
1314         ret = 0;
1315
1316 unlock:
1317         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1318         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1319         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1320
1321         return ret;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Cross migrate two tasks
1326  */
1327 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1328 {
1329         struct migration_swap_arg arg;
1330         int ret = -EINVAL;
1331
1332         arg = (struct migration_swap_arg){
1333                 .src_task = cur,
1334                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1335                 .dst_task = p,
1336                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1337         };
1338
1339         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1340                 goto out;
1341
1342         /*
1343          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1344          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1345          */
1346         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1347                 goto out;
1348
1349         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1350                 goto out;
1351
1352         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1353                 goto out;
1354
1355         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1356         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1357
1358 out:
1359         return ret;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1364  *
1365  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1366  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1367  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1368  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1369  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1370  * @p has remained unscheduled the whole time.
1371  *
1372  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1373  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1374  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1375  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1376  * waiting to become inactive.
1377  */
1378 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1379 {
1380         int running, queued;
1381         struct rq_flags rf;
1382         unsigned long ncsw;
1383         struct rq *rq;
1384
1385         for (;;) {
1386                 /*
1387                  * We do the initial early heuristics without holding
1388                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1389                  * the runqueue lock when things look like they will
1390                  * work out!
1391                  */
1392                 rq = task_rq(p);
1393
1394                 /*
1395                  * If the task is actively running on another CPU
1396                  * still, just relax and busy-wait without holding
1397                  * any locks.
1398                  *
1399                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1400                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1401                  * But we don't care, since "task_running()" will
1402                  * return false if the runqueue has changed and p
1403                  * is actually now running somewhere else!
1404                  */
1405                 while (task_running(rq, p)) {
1406                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1407                                 return 0;
1408                         cpu_relax();
1409                 }
1410
1411                 /*
1412                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1413                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1414                  * just go back and repeat.
1415                  */
1416                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1417                 trace_sched_wait_task(p);
1418                 running = task_running(rq, p);
1419                 queued = task_on_rq_queued(p);
1420                 ncsw = 0;
1421                 if (!match_state || p->state == match_state)
1422                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1423                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1424
1425                 /*
1426                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1427                  */
1428                 if (unlikely(!ncsw))
1429                         break;
1430
1431                 /*
1432                  * Was it really running after all now that we
1433                  * checked with the proper locks actually held?
1434                  *
1435                  * Oops. Go back and try again..
1436                  */
1437                 if (unlikely(running)) {
1438                         cpu_relax();
1439                         continue;
1440                 }
1441
1442                 /*
1443                  * It's not enough that it's not actively running,
1444                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1445                  * preempted!
1446                  *
1447                  * So if it was still runnable (but just not actively
1448                  * running right now), it's preempted, and we should
1449                  * yield - it could be a while.
1450                  */
1451                 if (unlikely(queued)) {
1452                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1453
1454                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1455                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1456                         continue;
1457                 }
1458
1459                 /*
1460                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1461                  * runnable, which means that it will never become
1462                  * running in the future either. We're all done!
1463                  */
1464                 break;
1465         }
1466
1467         return ncsw;
1468 }
1469
1470 /***
1471  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1472  * @p: the to-be-kicked thread
1473  *
1474  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1475  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1476  *
1477  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1478  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1479  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1480  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1481  * achieved as well.
1482  */
1483 void kick_process(struct task_struct *p)
1484 {
1485         int cpu;
1486
1487         preempt_disable();
1488         cpu = task_cpu(p);
1489         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1490                 smp_send_reschedule(cpu);
1491         preempt_enable();
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1494
1495 /*
1496  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1497  *
1498  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1499  *
1500  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1501  *
1502  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1503  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1504  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1505  *    see it.
1506  *
1507  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1508  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1509  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1510  *    off.
1511  *
1512  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1513  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1514  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1515  * to satisfy the above rules.
1516  */
1517 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1518 {
1519         int nid = cpu_to_node(cpu);
1520         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1521         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1522         int dest_cpu;
1523
1524         /*
1525          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1526          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1527          * select the cpu on the other node.
1528          */
1529         if (nid != -1) {
1530                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1531
1532                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1533                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1534                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1535                                 continue;
1536                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1537                                 return dest_cpu;
1538                 }
1539         }
1540
1541         for (;;) {
1542                 /* Any allowed, online CPU? */
1543                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1544                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1545                                 continue;
1546                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1547                                 continue;
1548                         goto out;
1549                 }
1550
1551                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1552                 switch (state) {
1553                 case cpuset:
1554                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1555                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1556                                 state = possible;
1557                                 break;
1558                         }
1559                         /* fall-through */
1560                 case possible:
1561                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1562                         state = fail;
1563                         break;
1564
1565                 case fail:
1566                         BUG();
1567                         break;
1568                 }
1569         }
1570
1571 out:
1572         if (state != cpuset) {
1573                 /*
1574                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1575                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1576                  * leave kernel.
1577                  */
1578                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1579                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1580                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1581                 }
1582         }
1583
1584         return dest_cpu;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1589  */
1590 static inline
1591 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1592 {
1593         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1594
1595         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1596                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1597         else
1598                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1599
1600         /*
1601          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1602          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1603          * cpu.
1604          *
1605          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1606          *
1607          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1608          *   not worry about this generic constraint ]
1609          */
1610         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1611                      !cpu_online(cpu)))
1612                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1613
1614         return cpu;
1615 }
1616
1617 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1618 {
1619         s64 diff = sample - *avg;
1620         *avg += diff >> 3;
1621 }
1622
1623 #else
1624
1625 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1626                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1627 {
1628         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1629 }
1630
1631 #endif /* CONFIG_SMP */
1632
1633 static void
1634 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1635 {
1636         struct rq *rq;
1637
1638         if (!schedstat_enabled())
1639                 return;
1640
1641         rq = this_rq();
1642
1643 #ifdef CONFIG_SMP
1644         if (cpu == rq->cpu) {
1645                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1646                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1647         } else {
1648                 struct sched_domain *sd;
1649
1650                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1651                 rcu_read_lock();
1652                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1653                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1654                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1655                                 break;
1656                         }
1657                 }
1658                 rcu_read_unlock();
1659         }
1660
1661         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1662                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1663 #endif /* CONFIG_SMP */
1664
1665         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1666         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1667
1668         if (wake_flags & WF_SYNC)
1669                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1670 }
1671
1672 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1673 {
1674         activate_task(rq, p, en_flags);
1675         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1676
1677         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1678         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1679                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1684  */
1685 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1686                            struct pin_cookie cookie)
1687 {
1688         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1689         p->state = TASK_RUNNING;
1690         trace_sched_wakeup(p);
1691
1692 #ifdef CONFIG_SMP
1693         if (p->sched_class->task_woken) {
1694                 /*
1695                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1696                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1697                  */
1698                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1699                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1700                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1701         }
1702
1703         if (rq->idle_stamp) {
1704                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1705                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1706
1707                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1708
1709                 if (rq->avg_idle > max)
1710                         rq->avg_idle = max;
1711
1712                 rq->idle_stamp = 0;
1713         }
1714 #endif
1715 }
1716
1717 static void
1718 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1719                  struct pin_cookie cookie)
1720 {
1721         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1722
1723         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1724
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726         if (p->sched_contributes_to_load)
1727                 rq->nr_uninterruptible--;
1728
1729         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1730                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1731 #endif
1732
1733         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1734         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, cookie);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1739  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1740  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1741  * the task is still ->on_rq.
1742  */
1743 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1744 {
1745         struct rq_flags rf;
1746         struct rq *rq;
1747         int ret = 0;
1748
1749         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1750         if (task_on_rq_queued(p)) {
1751                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1752                 update_rq_clock(rq);
1753                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf.cookie);
1754                 ret = 1;
1755         }
1756         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1757
1758         return ret;
1759 }
1760
1761 #ifdef CONFIG_SMP
1762 void sched_ttwu_pending(void)
1763 {
1764         struct rq *rq = this_rq();
1765         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1766         struct pin_cookie cookie;
1767         struct task_struct *p;
1768         unsigned long flags;
1769
1770         if (!llist)
1771                 return;
1772
1773         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1774         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1775
1776         while (llist) {
1777                 int wake_flags = 0;
1778
1779                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1780                 llist = llist_next(llist);
1781
1782                 if (p->sched_remote_wakeup)
1783                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1784
1785                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1786         }
1787
1788         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1789         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1790 }
1791
1792 void scheduler_ipi(void)
1793 {
1794         /*
1795          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1796          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1797          * this IPI.
1798          */
1799         preempt_fold_need_resched();
1800
1801         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1802                 return;
1803
1804         /*
1805          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1806          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1807          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1808          * we do call them.
1809          *
1810          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1811          * properly.
1812          *
1813          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1814          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1815          * somewhat pessimize the simple resched case.
1816          */
1817         irq_enter();
1818         sched_ttwu_pending();
1819
1820         /*
1821          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1822          */
1823         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1824                 this_rq()->idle_balance = 1;
1825                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1826         }
1827         irq_exit();
1828 }
1829
1830 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1831 {
1832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1833
1834         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1835
1836         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1837                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1838                         smp_send_reschedule(cpu);
1839                 else
1840                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1841         }
1842 }
1843
1844 void wake_up_if_idle(int cpu)
1845 {
1846         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1847         unsigned long flags;
1848
1849         rcu_read_lock();
1850
1851         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1852                 goto out;
1853
1854         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1855                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1856         } else {
1857                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1858                 if (is_idle_task(rq->curr))
1859                         smp_send_reschedule(cpu);
1860                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1861                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1862         }
1863
1864 out:
1865         rcu_read_unlock();
1866 }
1867
1868 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1869 {
1870         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1871 }
1872 #endif /* CONFIG_SMP */
1873
1874 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1875 {
1876         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1877         struct pin_cookie cookie;
1878
1879 #if defined(CONFIG_SMP)
1880         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1881                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1882                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1883                 return;
1884         }
1885 #endif
1886
1887         raw_spin_lock(&rq->lock);
1888         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1889         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1890         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1891         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1896  *
1897  *  MIGRATION
1898  *
1899  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1900  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1901  * execution on its new cpu [c1].
1902  *
1903  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1904  *
1905  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1906  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1907  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1908  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1909  *
1910  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1911  * Note: we only require RCpc transitivity.
1912  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1913  *
1914  * Example:
1915  *
1916  *   CPU0            CPU1            CPU2
1917  *
1918  *   LOCK rq(0)->lock
1919  *   sched-out X
1920  *   sched-in Y
1921  *   UNLOCK rq(0)->lock
1922  *
1923  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1924  *                                   dequeue X
1925  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1926  *
1927  *                                   LOCK rq(1)->lock
1928  *                                   enqueue X
1929  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1930  *
1931  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1932  *                   sched-out Z
1933  *                   sched-in X
1934  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1935  *
1936  *
1937  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1938  *
1939  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1940  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1941  * chain to provide order. Instead we do:
1942  *
1943  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1944  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1945  *
1946  * Example:
1947  *
1948  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1949  *
1950  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1951  *   dequeue X
1952  *   sched-out X
1953  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1954  *
1955  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1956  *                    X->state = WAKING
1957  *                    set_task_cpu(X,2)
1958  *
1959  *                    LOCK rq(2)->lock
1960  *                    enqueue X
1961  *                    X->state = RUNNING
1962  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1963  *
1964  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1965  *                                          sched-out Z
1966  *                                          sched-in X
1967  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1968  *
1969  *                    UNLOCK X->pi_lock
1970  *   UNLOCK rq(0)->lock
1971  *
1972  *
1973  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1974  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1975  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1976  * its wakeup.
1977  *
1978  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1979  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1980  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1981  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1982  *
1983  */
1984
1985 /**
1986  * try_to_wake_up - wake up a thread
1987  * @p: the thread to be awakened
1988  * @state: the mask of task states that can be woken
1989  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1990  *
1991  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1992  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1993  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1994  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1995  * runnable without the overhead of this.
1996  *
1997  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1998  * or @state didn't match @p's state.
1999  */
2000 static int
2001 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2002 {
2003         unsigned long flags;
2004         int cpu, success = 0;
2005
2006         /*
2007          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2008          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2009          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2010          * set_current_state() the waiting thread does.
2011          */
2012         smp_mb__before_spinlock();
2013         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2014         if (!(p->state & state))
2015                 goto out;
2016
2017         trace_sched_waking(p);
2018
2019         success = 1; /* we're going to change ->state */
2020         cpu = task_cpu(p);
2021
2022         /*
2023          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2024          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2025          * in smp_cond_load_acquire() below.
2026          *
2027          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2028          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2029          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2030          *                              \
2031          *                               +---   RMB
2032          * schedule()                   /
2033          *       LOCK rq->lock    -----'
2034          *       UNLOCK rq->lock
2035          *
2036          * [task p]
2037          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2038          *
2039          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2040          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2041          * current.
2042          */
2043         smp_rmb();
2044         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2045                 goto stat;
2046
2047 #ifdef CONFIG_SMP
2048         /*
2049          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2050          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2051          *
2052          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2053          * from the runqueue.
2054          *
2055          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2056          *      UNLOCK rq->lock
2057          *                      RMB
2058          *      LOCK   rq->lock
2059          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2060          *
2061          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2062          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2063          * task, the second putting it to sleep.
2064          */
2065         smp_rmb();
2066
2067         /*
2068          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2069          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2070          *
2071          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2072          *
2073          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2074          * their previous state and preserve Program Order.
2075          */
2076         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2077
2078         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2079         p->state = TASK_WAKING;
2080
2081         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2082         if (task_cpu(p) != cpu) {
2083                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2084                 set_task_cpu(p, cpu);
2085         }
2086 #endif /* CONFIG_SMP */
2087
2088         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2089 stat:
2090         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2091 out:
2092         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2093
2094         return success;
2095 }
2096
2097 /**
2098  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2099  * @p: the thread to be awakened
2100  * @cookie: context's cookie for pinning
2101  *
2102  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2103  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2104  * the current task.
2105  */
2106 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct pin_cookie cookie)
2107 {
2108         struct rq *rq = task_rq(p);
2109
2110         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2111             WARN_ON_ONCE(p == current))
2112                 return;
2113
2114         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2115
2116         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2117                 /*
2118                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2119                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2120                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2121                  * not yet picked a replacement task.
2122                  */
2123                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2124                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2125                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2126                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2127                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
2128         }
2129
2130         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2131                 goto out;
2132
2133         trace_sched_waking(p);
2134
2135         if (!task_on_rq_queued(p))
2136                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2137
2138         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, cookie);
2139         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2140 out:
2141         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2142 }
2143
2144 /**
2145  * wake_up_process - Wake up a specific process
2146  * @p: The process to be woken up.
2147  *
2148  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2149  * processes.
2150  *
2151  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2152  *
2153  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2154  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2155  */
2156 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2157 {
2158         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2159 }
2160 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2161
2162 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2163 {
2164         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2169  */
2170 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2171 {
2172         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2173
2174         dl_se->dl_runtime = 0;
2175         dl_se->dl_deadline = 0;
2176         dl_se->dl_period = 0;
2177         dl_se->flags = 0;
2178         dl_se->dl_bw = 0;
2179
2180         dl_se->dl_throttled = 0;
2181         dl_se->dl_yielded = 0;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2186  * p is forked by current.
2187  *
2188  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2189  */
2190 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2191 {
2192         p->on_rq                        = 0;
2193
2194         p->se.on_rq                     = 0;
2195         p->se.exec_start                = 0;
2196         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2197         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2198         p->se.nr_migrations             = 0;
2199         p->se.vruntime                  = 0;
2200         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2201
2202 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2203         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2204 #endif
2205
2206 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2207         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2208         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2209 #endif
2210
2211         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2212         init_dl_task_timer(&p->dl);
2213         __dl_clear_params(p);
2214
2215         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2216         p->rt.timeout           = 0;
2217         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2218         p->rt.on_rq             = 0;
2219         p->rt.on_list           = 0;
2220
2221 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2222         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2223 #endif
2224
2225 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2226         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2227                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2228                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2229         }
2230
2231         if (clone_flags & CLONE_VM)
2232                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2233         else
2234                 p->numa_preferred_nid = -1;
2235
2236         p->node_stamp = 0ULL;
2237         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2238         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2239         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2240         p->numa_faults = NULL;
2241         p->last_task_numa_placement = 0;
2242         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2243
2244         p->numa_group = NULL;
2245 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2246 }
2247
2248 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2249
2250 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2251
2252 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2253 {
2254         if (enabled)
2255                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2256         else
2257                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2258 }
2259
2260 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2261 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2262                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2263 {
2264         struct ctl_table t;
2265         int err;
2266         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2267
2268         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2269                 return -EPERM;
2270
2271         t = *table;
2272         t.data = &state;
2273         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2274         if (err < 0)
2275                 return err;
2276         if (write)
2277                 set_numabalancing_state(state);
2278         return err;
2279 }
2280 #endif
2281 #endif
2282
2283 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2284
2285 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2286 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2287
2288 static void set_schedstats(bool enabled)
2289 {
2290         if (enabled)
2291                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2292         else
2293                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2294 }
2295
2296 void force_schedstat_enabled(void)
2297 {
2298         if (!schedstat_enabled()) {
2299                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2300                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2301         }
2302 }
2303
2304 static int __init setup_schedstats(char *str)
2305 {
2306         int ret = 0;
2307         if (!str)
2308                 goto out;
2309
2310         /*
2311          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2312          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2313          * variable so init_schedstats() can do it later.
2314          */
2315         if (!strcmp(str, "enable")) {
2316                 __sched_schedstats = true;
2317                 ret = 1;
2318         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2319                 __sched_schedstats = false;
2320                 ret = 1;
2321         }
2322 out:
2323         if (!ret)
2324                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2325
2326         return ret;
2327 }
2328 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2329
2330 static void __init init_schedstats(void)
2331 {
2332         set_schedstats(__sched_schedstats);
2333 }
2334
2335 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2336 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2337                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2338 {
2339         struct ctl_table t;
2340         int err;
2341         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2342
2343         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2344                 return -EPERM;
2345
2346         t = *table;
2347         t.data = &state;
2348         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2349         if (err < 0)
2350                 return err;
2351         if (write)
2352                 set_schedstats(state);
2353         return err;
2354 }
2355 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2356 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2357 static inline void init_schedstats(void) {}
2358 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2359
2360 /*
2361  * fork()/clone()-time setup:
2362  */
2363 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2364 {
2365         unsigned long flags;
2366         int cpu = get_cpu();
2367
2368         __sched_fork(clone_flags, p);
2369         /*
2370          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2371          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2372          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2373          */
2374         p->state = TASK_NEW;
2375
2376         /*
2377          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2378          */
2379         p->prio = current->normal_prio;
2380
2381         /*
2382          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2383          */
2384         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2385                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2386                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2387                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2388                         p->rt_priority = 0;
2389                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2390                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2391
2392                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2393                 set_load_weight(p);
2394
2395                 /*
2396                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2397                  * fulfilled its duty:
2398                  */
2399                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2400         }
2401
2402         if (dl_prio(p->prio)) {
2403                 put_cpu();
2404                 return -EAGAIN;
2405         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2406                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2407         } else {
2408                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2409         }
2410
2411         init_entity_runnable_average(&p->se);
2412
2413         /*
2414          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2415          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2416          * is ran before sched_fork().
2417          *
2418          * Silence PROVE_RCU.
2419          */
2420         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2421         /*
2422          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2423          * so use __set_task_cpu().
2424          */
2425         __set_task_cpu(p, cpu);
2426         if (p->sched_class->task_fork)
2427                 p->sched_class->task_fork(p);
2428         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2429
2430 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2431         if (likely(sched_info_on()))
2432                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2433 #endif
2434 #if defined(CONFIG_SMP)
2435         p->on_cpu = 0;
2436 #endif
2437         init_task_preempt_count(p);
2438 #ifdef CONFIG_SMP
2439         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2440         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2441 #endif
2442
2443         put_cpu();
2444         return 0;
2445 }
2446
2447 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2448 {
2449         if (runtime == RUNTIME_INF)
2450                 return 1ULL << 20;
2451
2452         /*
2453          * Doing this here saves a lot of checks in all
2454          * the calling paths, and returning zero seems
2455          * safe for them anyway.
2456          */
2457         if (period == 0)
2458                 return 0;
2459
2460         return div64_u64(runtime << 20, period);
2461 }
2462
2463 #ifdef CONFIG_SMP
2464 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2465 {
2466         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2467                          "sched RCU must be held");
2468         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2469 }
2470
2471 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2472 {
2473         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2474         int cpus = 0;
2475
2476         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2477                          "sched RCU must be held");
2478         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2479                 cpus++;
2480
2481         return cpus;
2482 }
2483 #else
2484 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2485 {
2486         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2487 }
2488
2489 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2490 {
2491         return 1;
2492 }
2493 #endif
2494
2495 /*
2496  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2497  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2498  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2499  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2500  *
2501  * This function is called while holding p's rq->lock.
2502  *
2503  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2504  * __setparam_dl().
2505  */
2506 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2507                        const struct sched_attr *attr)
2508 {
2509
2510         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2511         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2512         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2513         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2514         int cpus, err = -1;
2515
2516         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2517         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2518                 return 0;
2519
2520         /*
2521          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2522          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2523          * allocated bandwidth of the container.
2524          */
2525         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2526         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2527         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2528             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2529                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2530                 err = 0;
2531         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2532                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2533                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2534                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2535                 err = 0;
2536         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2537                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2538                 err = 0;
2539         }
2540         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2541
2542         return err;
2543 }
2544
2545 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2546
2547 /*
2548  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2549  *
2550  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2551  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2552  * on the runqueue and wakes it.
2553  */
2554 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2555 {
2556         struct rq_flags rf;
2557         struct rq *rq;
2558
2559         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2560         p->state = TASK_RUNNING;
2561 #ifdef CONFIG_SMP
2562         /*
2563          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2564          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2565          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2566          *
2567          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2568          * as we're not fully set-up yet.
2569          */
2570         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2571 #endif
2572         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2573         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2574
2575         activate_task(rq, p, 0);
2576         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2577         trace_sched_wakeup_new(p);
2578         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2579 #ifdef CONFIG_SMP
2580         if (p->sched_class->task_woken) {
2581                 /*
2582                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2583                  * drop it.
2584                  */
2585                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2586                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2587                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2588         }
2589 #endif
2590         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2591 }
2592
2593 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2594
2595 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2596
2597 void preempt_notifier_inc(void)
2598 {
2599         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2602
2603 void preempt_notifier_dec(void)
2604 {
2605         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2606 }
2607 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2608
2609 /**
2610  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2611  * @notifier: notifier struct to register
2612  */
2613 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2614 {
2615         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2616                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2617
2618         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2619 }
2620 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2621
2622 /**
2623  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2624  * @notifier: notifier struct to unregister
2625  *
2626  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2627  */
2628 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2629 {
2630         hlist_del(&notifier->link);
2631 }
2632 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2633
2634 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2635 {
2636         struct preempt_notifier *notifier;
2637
2638         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2639                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2640 }
2641
2642 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2643 {
2644         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2645                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2646 }
2647
2648 static void
2649 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2650                                    struct task_struct *next)
2651 {
2652         struct preempt_notifier *notifier;
2653
2654         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2655                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2656 }
2657
2658 static __always_inline void
2659 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2660                                  struct task_struct *next)
2661 {
2662         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2663                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2664 }
2665
2666 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2667
2668 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2669 {
2670 }
2671
2672 static inline void
2673 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2674                                  struct task_struct *next)
2675 {
2676 }
2677
2678 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2679
2680 /**
2681  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2682  * @rq: the runqueue preparing to switch
2683  * @prev: the current task that is being switched out
2684  * @next: the task we are going to switch to.
2685  *
2686  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2687  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2688  * switch.
2689  *
2690  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2691  * hooks.
2692  */
2693 static inline void
2694 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2695                     struct task_struct *next)
2696 {
2697         sched_info_switch(rq, prev, next);
2698         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2699         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2700         prepare_lock_switch(rq, next);
2701         prepare_arch_switch(next);
2702 }
2703
2704 /**
2705  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2706  * @prev: the thread we just switched away from.
2707  *
2708  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2709  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2710  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2711  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2712  *
2713  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2714  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2715  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2716  * details.)
2717  *
2718  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2719  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2720  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2721  * because prev may have moved to another CPU.
2722  */
2723 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2724         __releases(rq->lock)
2725 {
2726         struct rq *rq = this_rq();
2727         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2728         long prev_state;
2729
2730         /*
2731          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2732          * because it left us after:
2733          *
2734          *      schedule()
2735          *        preempt_disable();                    // 1
2736          *        __schedule()
2737          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2738          *
2739          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2740          */
2741         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2742                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2743                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2744                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2745
2746         rq->prev_mm = NULL;
2747
2748         /*
2749          * A task struct has one reference for the use as "current".
2750          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2751          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2752          * the scheduled task must drop that reference.
2753          *
2754          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2755          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2756          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2757          * transition, resulting in a double drop.
2758          */
2759         prev_state = prev->state;
2760         vtime_task_switch(prev);
2761         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2762         finish_lock_switch(rq, prev);
2763         finish_arch_post_lock_switch();
2764
2765         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2766         if (mm)
2767                 mmdrop(mm);
2768         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2769                 if (prev->sched_class->task_dead)
2770                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2771
2772                 /*
2773                  * Remove function-return probe instances associated with this
2774                  * task and put them back on the free list.
2775                  */
2776                 kprobe_flush_task(prev);
2777                 put_task_struct(prev);
2778         }
2779
2780         tick_nohz_task_switch();
2781         return rq;
2782 }
2783
2784 #ifdef CONFIG_SMP
2785
2786 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2787 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2788 {
2789         struct callback_head *head, *next;
2790         void (*func)(struct rq *rq);
2791         unsigned long flags;
2792
2793         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2794         head = rq->balance_callback;
2795         rq->balance_callback = NULL;
2796         while (head) {
2797                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2798                 next = head->next;
2799                 head->next = NULL;
2800                 head = next;
2801
2802                 func(rq);
2803         }
2804         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2805 }
2806
2807 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2808 {
2809         if (unlikely(rq->balance_callback))
2810                 __balance_callback(rq);
2811 }
2812
2813 #else
2814
2815 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2816 {
2817 }
2818
2819 #endif
2820
2821 /**
2822  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2823  * @prev: the thread we just switched away from.
2824  */
2825 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2826         __releases(rq->lock)
2827 {
2828         struct rq *rq;
2829
2830         /*
2831          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2832          * finish_task_switch() for details.
2833          *
2834          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2835          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2836          * PREEMPT_COUNT kernels).
2837          */
2838
2839         rq = finish_task_switch(prev);
2840         balance_callback(rq);
2841         preempt_enable();
2842
2843         if (current->set_child_tid)
2844                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2849  */
2850 static __always_inline struct rq *
2851 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2852                struct task_struct *next, struct pin_cookie cookie)
2853 {
2854         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2855
2856         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2857
2858         mm = next->mm;
2859         oldmm = prev->active_mm;
2860         /*
2861          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2862          * combine the page table reload and the switch backend into
2863          * one hypercall.
2864          */
2865         arch_start_context_switch(prev);
2866
2867         if (!mm) {
2868                 next->active_mm = oldmm;
2869                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2870                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2871         } else
2872                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2873
2874         if (!prev->mm) {
2875                 prev->active_mm = NULL;
2876                 rq->prev_mm = oldmm;
2877         }
2878         /*
2879          * Since the runqueue lock will be released by the next
2880          * task (which is an invalid locking op but in the case
2881          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2882          * do an early lockdep release here:
2883          */
2884         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2885         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2886
2887         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2888         switch_to(prev, next, prev);
2889         barrier();
2890
2891         return finish_task_switch(prev);
2892 }
2893
2894 /*
2895  * nr_running and nr_context_switches:
2896  *
2897  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2898  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2899  */
2900 unsigned long nr_running(void)
2901 {
2902         unsigned long i, sum = 0;
2903
2904         for_each_online_cpu(i)
2905                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2906
2907         return sum;
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Check if only the current task is running on the cpu.
2912  *
2913  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2914  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2915  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2916  *
2917  * - from a non-preemptable section (of course)
2918  *
2919  * - from a thread that is bound to a single CPU
2920  *
2921  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2922  */
2923 bool single_task_running(void)
2924 {
2925         return raw_rq()->nr_running == 1;
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2928
2929 unsigned long long nr_context_switches(void)
2930 {
2931         int i;
2932         unsigned long long sum = 0;
2933
2934         for_each_possible_cpu(i)
2935                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2936
2937         return sum;
2938 }
2939
2940 unsigned long nr_iowait(void)
2941 {
2942         unsigned long i, sum = 0;
2943
2944         for_each_possible_cpu(i)
2945                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2946
2947         return sum;
2948 }
2949
2950 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2951 {
2952         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2953         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2954 }
2955
2956 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2957 {
2958         struct rq *rq = this_rq();
2959         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2960         *load = rq->load.weight;
2961 }
2962
2963 #ifdef CONFIG_SMP
2964
2965 /*
2966  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2967  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2968  */
2969 void sched_exec(void)
2970 {
2971         struct task_struct *p = current;
2972         unsigned long flags;
2973         int dest_cpu;
2974
2975         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2976         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2977         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2978                 goto unlock;
2979
2980         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2981                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2982
2983                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2984                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2985                 return;
2986         }
2987 unlock:
2988         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2989 }
2990
2991 #endif
2992
2993 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2994 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2995
2996 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2997 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2998
2999 /*
3000  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3001  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3002  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3003  * Prefetching this data results in improved performance.
3004  */
3005 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3006 {
3007 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3008         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3009 #else
3010         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3011 #endif
3012         prefetch(curr);
3013         prefetch(&curr->exec_start);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Return accounted runtime for the task.
3018  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3019  * pending runtime that have not been accounted yet.
3020  */
3021 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3022 {
3023         struct rq_flags rf;
3024         struct rq *rq;
3025         u64 ns;
3026
3027 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3028         /*
3029          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3030          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3031          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3032          *
3033          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3034          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3035          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3036          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3037          * been accounted, so we're correct here as well.
3038          */
3039         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3040                 return p->se.sum_exec_runtime;
3041 #endif
3042
3043         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3044         /*
3045          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3046          * project cycles that may never be accounted to this
3047          * thread, breaking clock_gettime().
3048          */
3049         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3050                 prefetch_curr_exec_start(p);
3051                 update_rq_clock(rq);
3052                 p->sched_class->update_curr(rq);
3053         }
3054         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3055         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3056
3057         return ns;
3058 }
3059
3060 /*
3061  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3062  * We call it with interrupts disabled.
3063  */
3064 void scheduler_tick(void)
3065 {
3066         int cpu = smp_processor_id();
3067         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3068         struct task_struct *curr = rq->curr;
3069
3070         sched_clock_tick();
3071
3072         raw_spin_lock(&rq->lock);
3073         update_rq_clock(rq);
3074         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3075         cpu_load_update_active(rq);
3076         calc_global_load_tick(rq);
3077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3078
3079         perf_event_task_tick();
3080
3081 #ifdef CONFIG_SMP
3082         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3083         trigger_load_balance(rq);
3084 #endif
3085         rq_last_tick_reset(rq);
3086 }
3087
3088 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3089 /**
3090  * scheduler_tick_max_deferment
3091  *
3092  * Keep at least one tick per second when a single
3093  * active task is running because the scheduler doesn't
3094  * yet completely support full dynticks environment.
3095  *
3096  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3097  * balancing, etc... continue to move forward, even
3098  * with a very low granularity.
3099  *
3100  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3101  */
3102 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3103 {
3104         struct rq *rq = this_rq();
3105         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3106
3107         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3108
3109         if (time_before_eq(next, now))
3110                 return 0;
3111
3112         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3113 }
3114 #endif
3115
3116 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3117                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3118 /*
3119  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3120  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3121  */
3122 static inline void preempt_latency_start(int val)
3123 {
3124         if (preempt_count() == val) {
3125                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3126 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3127                 current->preempt_disable_ip = ip;
3128 #endif
3129                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3130         }
3131 }
3132
3133 void preempt_count_add(int val)
3134 {
3135 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3136         /*
3137          * Underflow?
3138          */
3139         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3140                 return;
3141 #endif
3142         __preempt_count_add(val);
3143 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3144         /*
3145          * Spinlock count overflowing soon?
3146          */
3147         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3148                                 PREEMPT_MASK - 10);
3149 #endif
3150         preempt_latency_start(val);
3151 }
3152 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3153 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3154
3155 /*
3156  * If the value passed in equals to the current preempt count
3157  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3158  */
3159 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3160 {
3161         if (preempt_count() == val)
3162                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3163 }
3164
3165 void preempt_count_sub(int val)
3166 {
3167 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3168         /*
3169          * Underflow?
3170          */
3171         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3172                 return;
3173         /*
3174          * Is the spinlock portion underflowing?
3175          */
3176         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3177                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3178                 return;
3179 #endif
3180
3181         preempt_latency_stop(val);
3182         __preempt_count_sub(val);
3183 }
3184 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3185 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3186
3187 #else
3188 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3189 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3190 #endif
3191
3192 /*
3193  * Print scheduling while atomic bug:
3194  */
3195 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3196 {
3197         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3198         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3199
3200         if (oops_in_progress)
3201                 return;
3202
3203         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3204                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3205
3206         debug_show_held_locks(prev);
3207         print_modules();
3208         if (irqs_disabled())
3209                 print_irqtrace_events(prev);
3210         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3211             && in_atomic_preempt_off()) {
3212                 pr_err("Preemption disabled at:");
3213                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3214                 pr_cont("\n");
3215         }
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         schedule_debug(prev);
3335
3336         if (sched_feat(HRTICK))
3337                 hrtick_clear(rq);
3338
3339         local_irq_disable();
3340         rcu_note_context_switch();
3341
3342         /*
3343          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3344          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3345          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3346          */
3347         smp_mb__before_spinlock();
3348         raw_spin_lock(&rq->lock);
3349         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3350
3351         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3352
3353         switch_count = &prev->nivcsw;
3354         if (!preempt && prev->state) {
3355                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3356                         prev->state = TASK_RUNNING;
3357                 } else {
3358                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3359                         prev->on_rq = 0;
3360
3361                         /*
3362                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3363                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3364                          * concurrency.
3365                          */
3366                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3367                                 struct task_struct *to_wakeup;
3368
3369                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3370                                 if (to_wakeup)
3371                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, cookie);
3372                         }
3373                 }
3374                 switch_count = &prev->nvcsw;
3375         }
3376
3377         if (task_on_rq_queued(prev))
3378                 update_rq_clock(rq);
3379
3380         next = pick_next_task(rq, prev, cookie);
3381         clear_tsk_need_resched(prev);
3382         clear_preempt_need_resched();
3383         rq->clock_skip_update = 0;
3384
3385         if (likely(prev != next)) {
3386                 rq->nr_switches++;
3387                 rq->curr = next;
3388                 ++*switch_count;
3389
3390                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3391                 rq = context_switch(rq, prev, next, cookie); /* unlocks the rq */
3392         } else {
3393                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
3394                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3395         }
3396
3397         balance_callback(rq);
3398 }
3399 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__schedule); /* switch_to() */
3400
3401 void __noreturn do_task_dead(void)
3402 {
3403         /*
3404          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3405          * when the following two conditions become true.
3406          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3407          *     exit_mm()), and
3408          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3409          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3410          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3411          *
3412          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3413          * is held by try_to_wake_up()
3414          */
3415         smp_mb();
3416         raw_spin_unlock_wait(&current->pi_lock);
3417
3418         /* causes final put_task_struct in finish_task_switch(). */
3419         __set_current_state(TASK_DEAD);
3420         current->flags |= PF_NOFREEZE;  /* tell freezer to ignore us */
3421         __schedule(false);
3422         BUG();
3423         /* Avoid "noreturn function does return".  */
3424         for (;;)
3425                 cpu_relax();    /* For when BUG is null */
3426 }
3427
3428 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3429 {
3430         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3431                 return;
3432         /*
3433          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3434          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3435          */
3436         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3437                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3438 }
3439
3440 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3441 {
3442         struct task_struct *tsk = current;
3443
3444         sched_submit_work(tsk);
3445         do {
3446                 preempt_disable();
3447                 __schedule(false);
3448                 sched_preempt_enable_no_resched();
3449         } while (need_resched());
3450 }
3451 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3452
3453 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3454 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3455 {
3456         /*
3457          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3458          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3459          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3460          * we find a better solution.
3461          *
3462          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3463          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3464          * too frequently to make sense yet.
3465          */
3466         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3467         schedule();
3468         exception_exit(prev_state);
3469 }
3470 #endif
3471
3472 /**
3473  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3474  *
3475  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3476  */
3477 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3478 {
3479         sched_preempt_enable_no_resched();
3480         schedule();
3481         preempt_disable();
3482 }
3483
3484 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3485 {
3486         do {
3487                 /*
3488                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3489                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3490                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3491                  * by the function tracer will call this function again and
3492                  * cause infinite recursion.
3493                  *
3494                  * Preemption must be disabled here before the function
3495                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3496                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3497                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3498                  * which can also be traced by the function tracer.
3499                  */
3500                 preempt_disable_notrace();
3501                 preempt_latency_start(1);
3502                 __schedule(true);
3503                 preempt_latency_stop(1);
3504                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3505
3506                 /*
3507                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3508                  * between schedule and now.
3509                  */
3510         } while (need_resched());
3511 }
3512
3513 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3514 /*
3515  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3516  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3517  * occur there and call schedule directly.
3518  */
3519 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3520 {
3521         /*
3522          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3523          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3524          */
3525         if (likely(!preemptible()))
3526                 return;
3527
3528         preempt_schedule_common();
3529 }
3530 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3531 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3532
3533 /**
3534  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3535  *
3536  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3537  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3538  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3539  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3540  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3541  * to be called when the system is still in usermode.
3542  *
3543  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3544  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3545  * calling the scheduler.
3546  */
3547 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3548 {
3549         enum ctx_state prev_ctx;
3550
3551         if (likely(!preemptible()))
3552                 return;
3553
3554         do {
3555                 /*
3556                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3557                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3558                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3559                  * by the function tracer will call this function again and
3560                  * cause infinite recursion.
3561                  *
3562                  * Preemption must be disabled here before the function
3563                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3564                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3565                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3566                  * which can also be traced by the function tracer.
3567                  */
3568                 preempt_disable_notrace();
3569                 preempt_latency_start(1);
3570                 /*
3571                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3572                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3573                  * an infinite recursion.
3574                  */
3575                 prev_ctx = exception_enter();
3576                 __schedule(true);
3577                 exception_exit(prev_ctx);
3578
3579                 preempt_latency_stop(1);
3580                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3581         } while (need_resched());
3582 }
3583 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3584
3585 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3586
3587 /*
3588  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3589  * off of irq context.
3590  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3591  * protect us against recursive calling from irq.
3592  */
3593 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3594 {
3595         enum ctx_state prev_state;
3596
3597         /* Catch callers which need to be fixed */
3598         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3599
3600         prev_state = exception_enter();
3601
3602         do {
3603                 preempt_disable();
3604                 local_irq_enable();
3605                 __schedule(true);
3606                 local_irq_disable();
3607                 sched_preempt_enable_no_resched();
3608         } while (need_resched());
3609
3610         exception_exit(prev_state);
3611 }
3612
3613 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3614                           void *key)
3615 {
3616         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3617 }
3618 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3619
3620 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3621
3622 /*
3623  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3624  * @p: task
3625  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3626  *
3627  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3628  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3629  *
3630  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3631  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3632  */
3633 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3634 {
3635         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3636         const struct sched_class *prev_class;
3637         struct rq_flags rf;
3638         struct rq *rq;
3639
3640         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3641
3642         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3643
3644         /*
3645          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3646          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3647          *
3648          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3649          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3650          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3651          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3652          * with interrupts disabled and will complete the lock
3653          * protected section without being interrupted. So there is no
3654          * real need to boost.
3655          */
3656         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3657                 WARN_ON(p != rq->curr);
3658                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3659                 goto out_unlock;
3660         }
3661
3662         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3663         oldprio = p->prio;
3664
3665         if (oldprio == prio)
3666                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3667
3668         prev_class = p->sched_class;
3669         queued = task_on_rq_queued(p);
3670         running = task_current(rq, p);
3671         if (queued)
3672                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3673         if (running)
3674                 put_prev_task(rq, p);
3675
3676         /*
3677          * Boosting condition are:
3678          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3679          *      --> -dl task blocks on mutex A
3680          *
3681          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3682          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3683          *          running task
3684          */
3685         if (dl_prio(prio)) {
3686                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3687                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3688                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3689                         p->dl.dl_boosted = 1;
3690                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3691                 } else
3692                         p->dl.dl_boosted = 0;
3693                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3694         } else if (rt_prio(prio)) {
3695                 if (dl_prio(oldprio))
3696                         p->dl.dl_boosted = 0;
3697                 if (oldprio < prio)
3698                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3699                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3700         } else {
3701                 if (dl_prio(oldprio))
3702                         p->dl.dl_boosted = 0;
3703                 if (rt_prio(oldprio))
3704                         p->rt.timeout = 0;
3705                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3706         }
3707
3708         p->prio = prio;
3709
3710         if (running)
3711                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3712         if (queued)
3713                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3714
3715         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3716 out_unlock:
3717         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3718         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3719
3720         balance_callback(rq);
3721         preempt_enable();
3722 }
3723 #endif
3724
3725 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3726 {
3727         int old_prio, delta, queued;
3728         struct rq_flags rf;
3729         struct rq *rq;
3730
3731         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3732                 return;
3733         /*
3734          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3735          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3736          */
3737         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3738         /*
3739          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3740          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3741          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3742          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3743          */
3744         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3745                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3746                 goto out_unlock;
3747         }
3748         queued = task_on_rq_queued(p);
3749         if (queued)
3750                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3751
3752         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3753         set_load_weight(p);
3754         old_prio = p->prio;
3755         p->prio = effective_prio(p);
3756         delta = p->prio - old_prio;
3757
3758         if (queued) {
3759                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3760                 /*
3761                  * If the task increased its priority or is running and
3762                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3763                  */
3764                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3765                         resched_curr(rq);
3766         }
3767 out_unlock:
3768         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3769 }
3770 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3771
3772 /*
3773  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3774  * @p: task
3775  * @nice: nice value
3776  */
3777 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3778 {
3779         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3780         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3781
3782         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3783                 capable(CAP_SYS_NICE));
3784 }
3785
3786 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3787
3788 /*
3789  * sys_nice - change the priority of the current process.
3790  * @increment: priority increment
3791  *
3792  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3793  * does similar things.
3794  */
3795 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3796 {
3797         long nice, retval;
3798
3799         /*
3800          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3801          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3802          * and we have a single winner.
3803          */
3804         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3805         nice = task_nice(current) + increment;
3806
3807         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3808         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3809                 return -EPERM;
3810
3811         retval = security_task_setnice(current, nice);
3812         if (retval)
3813                 return retval;
3814
3815         set_user_nice(current, nice);
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 #endif
3820
3821 /**
3822  * task_prio - return the priority value of a given task.
3823  * @p: the task in question.
3824  *
3825  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3826  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3827  * around 0, value goes from -16 to +15.
3828  */
3829 int task_prio(const struct task_struct *p)
3830 {
3831         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3832 }
3833
3834 /**
3835  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3836  * @cpu: the processor in question.
3837  *
3838  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3839  */
3840 int idle_cpu(int cpu)
3841 {
3842         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3843
3844         if (rq->curr != rq->idle)
3845                 return 0;
3846
3847         if (rq->nr_running)
3848                 return 0;
3849
3850 #ifdef CONFIG_SMP
3851         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3852                 return 0;
3853 #endif
3854
3855         return 1;
3856 }
3857
3858 /**
3859  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3860  * @cpu: the processor in question.
3861  *
3862  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3863  */
3864 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3865 {
3866         return cpu_rq(cpu)->idle;
3867 }
3868
3869 /**
3870  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3871  * @pid: the pid in question.
3872  *
3873  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3874  */
3875 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3876 {
3877         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3878 }
3879
3880 /*
3881  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3882  * SCHED_DEADLINE task.
3883  *
3884  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3885  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3886  * for the first time with its new policy.
3887  */
3888 static void
3889 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3890 {
3891         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3892
3893         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3894         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3895         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3896         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3897         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3898
3899         /*
3900          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3901          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3902          *
3903          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3904          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3905          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3906          * amount.
3907          *
3908          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3909          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3910          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3911          * before the current scheduling deadline.
3912          *
3913          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3914          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3915          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3916          * consume more than promised.
3917          */
3918 }
3919
3920 /*
3921  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3922  * it calls know not to change it.
3923  */
3924 #define SETPARAM_POLICY -1
3925
3926 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3927                 const struct sched_attr *attr)
3928 {
3929         int policy = attr->sched_policy;
3930
3931         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3932                 policy = p->policy;
3933
3934         p->policy = policy;
3935
3936         if (dl_policy(policy))
3937                 __setparam_dl(p, attr);
3938         else if (fair_policy(policy))
3939                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3940
3941         /*
3942          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3943          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3944          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3945          */
3946         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3947         p->normal_prio = normal_prio(p);
3948         set_load_weight(p);
3949 }
3950
3951 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3952 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3953                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3954 {
3955         __setscheduler_params(p, attr);
3956
3957         /*
3958          * Keep a potential priority boosting if called from
3959          * sched_setscheduler().
3960          */
3961         if (keep_boost)
3962                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3963         else
3964                 p->prio = normal_prio(p);
3965
3966         if (dl_prio(p->prio))
3967                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3968         else if (rt_prio(p->prio))
3969                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3970         else
3971                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3972 }
3973
3974 static void
3975 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3976 {
3977         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3978
3979         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3980         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3981         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3982         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3983         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3984 }
3985
3986 /*
3987  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3988  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3989  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3990  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3991  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3992  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3993  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3994  * sched_period, as the latter can be zero).
3995  */
3996 static bool
3997 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3998 {
3999         /* deadline != 0 */
4000         if (attr->sched_deadline == 0)
4001                 return false;
4002
4003         /*
4004          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
4005          * that big.
4006          */
4007         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
4008                 return false;
4009
4010         /*
4011          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
4012          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
4013          */
4014         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
4015             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4016                 return false;
4017
4018         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4019         if ((attr->sched_period != 0 &&
4020              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4021             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4022                 return false;
4023
4024         return true;
4025 }
4026
4027 /*
4028  * check the target process has a UID that matches the current process's
4029  */
4030 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4031 {
4032         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4033         bool match;
4034
4035         rcu_read_lock();
4036         pcred = __task_cred(p);
4037         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4038                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4039         rcu_read_unlock();
4040         return match;
4041 }
4042
4043 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4044                 const struct sched_attr *attr)
4045 {
4046         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4047
4048         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4049                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4050                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4051                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4052                 return true;
4053
4054         return false;
4055 }
4056
4057 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4058                                 const struct sched_attr *attr,
4059                                 bool user, bool pi)
4060 {
4061         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4062                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4063         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4064         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4065         const struct sched_class *prev_class;
4066         struct rq_flags rf;
4067         int reset_on_fork;
4068         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4069         struct rq *rq;
4070
4071         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4072         BUG_ON(in_interrupt());
4073 recheck:
4074         /* double check policy once rq lock held */
4075         if (policy < 0) {
4076                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4077                 policy = oldpolicy = p->policy;
4078         } else {
4079                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4080
4081                 if (!valid_policy(policy))
4082                         return -EINVAL;
4083         }
4084
4085         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4086                 return -EINVAL;
4087
4088         /*
4089          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4090          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4091          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4092          */
4093         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4094             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4095                 return -EINVAL;
4096         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4097             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4098                 return -EINVAL;
4099
4100         /*
4101          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4102          */
4103         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4104                 if (fair_policy(policy)) {
4105                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4106                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4107                                 return -EPERM;
4108                 }
4109
4110                 if (rt_policy(policy)) {
4111                         unsigned long rlim_rtprio =
4112                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4113
4114                         /* can't set/change the rt policy */
4115                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4116                                 return -EPERM;
4117
4118                         /* can't increase priority */
4119                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4120                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4121                                 return -EPERM;
4122                 }
4123
4124                  /*
4125                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4126                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4127                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4128                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4129                   */
4130                 if (dl_policy(policy))
4131                         return -EPERM;
4132
4133                 /*
4134                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4135                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4136                  */
4137                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4138                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4139                                 return -EPERM;
4140                 }
4141
4142                 /* can't change other user's priorities */
4143                 if (!check_same_owner(p))
4144                         return -EPERM;
4145
4146                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4147                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4148                         return -EPERM;
4149         }
4150
4151         if (user) {
4152                 retval = security_task_setscheduler(p);
4153                 if (retval)
4154                         return retval;
4155         }
4156
4157         /*
4158          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4159          * changing the priority of the task:
4160          *
4161          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4162          * runqueue lock must be held.
4163          */
4164         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4165
4166         /*
4167          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4168          */
4169         if (p == rq->stop) {
4170                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4171                 return -EINVAL;
4172         }
4173
4174         /*
4175          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4176          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4177          */
4178         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4179                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4180                         goto change;
4181                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4182                         goto change;
4183                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4184                         goto change;
4185
4186                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4187                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4188                 return 0;
4189         }
4190 change:
4191
4192         if (user) {
4193 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4194                 /*
4195                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4196                  * assigned.
4197                  */
4198                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4199                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4200                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4201                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4202                         return -EPERM;
4203                 }
4204 #endif
4205 #ifdef CONFIG_SMP
4206                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4207                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4208
4209                         /*
4210                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4211                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4212                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4213                          */
4214                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4215                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4216                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4217                                 return -EPERM;
4218                         }
4219                 }
4220 #endif
4221         }
4222
4223         /* recheck policy now with rq lock held */
4224         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4225                 policy = oldpolicy = -1;
4226                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4227                 goto recheck;
4228         }
4229
4230         /*
4231          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4232          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4233          * is available.
4234          */
4235         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4236                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4237                 return -EBUSY;
4238         }
4239
4240         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4241         oldprio = p->prio;
4242
4243         if (pi) {
4244                 /*
4245                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4246                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4247                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4248                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4249                  * itself.
4250                  */
4251                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4252                 if (new_effective_prio == oldprio)
4253                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4254         }
4255
4256         queued = task_on_rq_queued(p);
4257         running = task_current(rq, p);
4258         if (queued)
4259                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4260         if (running)
4261                 put_prev_task(rq, p);
4262
4263         prev_class = p->sched_class;
4264         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4265
4266         if (running)
4267                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4268         if (queued) {
4269                 /*
4270                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4271                  * increased (user space view).
4272                  */
4273                 if (oldprio < p->prio)
4274                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4275
4276                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4277         }
4278
4279         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4280         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4281         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4282
4283         if (pi)
4284                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4285
4286         /*
4287          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4288          */
4289         balance_callback(rq);
4290         preempt_enable();
4291
4292         return 0;
4293 }
4294
4295 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4296                                const struct sched_param *param, bool check)
4297 {
4298         struct sched_attr attr = {
4299                 .sched_policy   = policy,
4300                 .sched_priority = param->sched_priority,
4301                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4302         };
4303
4304         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4305         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4306                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4307                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4308                 attr.sched_policy = policy;
4309         }
4310
4311         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4312 }
4313 /**
4314  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4315  * @p: the task in question.
4316  * @policy: new policy.
4317  * @param: structure containing the new RT priority.
4318  *
4319  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4320  *
4321  * NOTE that the task may be already dead.
4322  */
4323 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4324                        const struct sched_param *param)
4325 {
4326         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4327 }
4328 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4329
4330 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4331 {
4332         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4333 }
4334 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4335
4336 /**
4337  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4338  * @p: the task in question.
4339  * @policy: new policy.
4340  * @param: structure containing the new RT priority.
4341  *
4342  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4343  * current context has permission.  For example, this is needed in
4344  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4345  * but our caller might not have that capability.
4346  *
4347  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4348  */
4349 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4350                                const struct sched_param *param)
4351 {
4352         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4353 }
4354 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4355
4356 static int
4357 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4358 {
4359         struct sched_param lparam;
4360         struct task_struct *p;
4361         int retval;
4362
4363         if (!param || pid < 0)
4364                 return -EINVAL;
4365         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4366                 return -EFAULT;
4367
4368         rcu_read_lock();
4369         retval = -ESRCH;
4370         p = find_process_by_pid(pid);
4371         if (p != NULL)
4372                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4373         rcu_read_unlock();
4374
4375         return retval;
4376 }
4377
4378 /*
4379  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4380  */
4381 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4382                            struct sched_attr *attr)
4383 {
4384         u32 size;
4385         int ret;
4386
4387         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4388                 return -EFAULT;
4389
4390         /*
4391          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4392          */
4393         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4394
4395         ret = get_user(size, &uattr->size);
4396         if (ret)
4397                 return ret;
4398
4399         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4400                 goto err_size;
4401
4402         if (!size)              /* abi compat */
4403                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4404
4405         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4406                 goto err_size;
4407
4408         /*
4409          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4410          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4411          * user-space does not rely on any kernel feature
4412          * extensions we dont know about yet.
4413          */
4414         if (size > sizeof(*attr)) {
4415                 unsigned char __user *addr;
4416                 unsigned char __user *end;
4417                 unsigned char val;
4418
4419                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4420                 end  = (void __user *)uattr + size;
4421
4422                 for (; addr < end; addr++) {
4423                         ret = get_user(val, addr);
4424                         if (ret)
4425                                 return ret;
4426                         if (val)
4427                                 goto err_size;
4428                 }
4429                 size = sizeof(*attr);
4430         }
4431
4432         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4433         if (ret)
4434                 return -EFAULT;
4435
4436         /*
4437          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4438          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4439          */
4440         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4441
4442         return 0;
4443
4444 err_size:
4445         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4446         return -E2BIG;
4447 }
4448
4449 /**
4450  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4451  * @pid: the pid in question.
4452  * @policy: new policy.
4453  * @param: structure containing the new RT priority.
4454  *
4455  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4456  */
4457 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4458                 struct sched_param __user *, param)
4459 {
4460         /* negative values for policy are not valid */
4461         if (policy < 0)
4462                 return -EINVAL;
4463
4464         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4465 }
4466
4467 /**
4468  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4469  * @pid: the pid in question.
4470  * @param: structure containing the new RT priority.
4471  *
4472  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4473  */
4474 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4475 {
4476         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4477 }
4478
4479 /**
4480  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4481  * @pid: the pid in question.
4482  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4483  * @flags: for future extension.
4484  */
4485 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4486                                unsigned int, flags)
4487 {
4488         struct sched_attr attr;
4489         struct task_struct *p;
4490         int retval;
4491
4492         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4493                 return -EINVAL;
4494
4495         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4496         if (retval)
4497                 return retval;
4498
4499         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4500                 return -EINVAL;
4501
4502         rcu_read_lock();
4503         retval = -ESRCH;
4504         p = find_process_by_pid(pid);
4505         if (p != NULL)
4506                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4507         rcu_read_unlock();
4508
4509         return retval;
4510 }
4511
4512 /**
4513  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4514  * @pid: the pid in question.
4515  *
4516  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4517  * code.
4518  */
4519 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4520 {
4521         struct task_struct *p;
4522         int retval;
4523
4524         if (pid < 0)
4525                 return -EINVAL;
4526
4527         retval = -ESRCH;
4528         rcu_read_lock();
4529         p = find_process_by_pid(pid);
4530         if (p) {
4531                 retval = security_task_getscheduler(p);
4532                 if (!retval)
4533                         retval = p->policy
4534                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4535         }
4536         rcu_read_unlock();
4537         return retval;
4538 }
4539
4540 /**
4541  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4542  * @pid: the pid in question.
4543  * @param: structure containing the RT priority.
4544  *
4545  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4546  * code.
4547  */
4548 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4549 {
4550         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4551         struct task_struct *p;
4552         int retval;
4553
4554         if (!param || pid < 0)
4555                 return -EINVAL;
4556
4557         rcu_read_lock();
4558         p = find_process_by_pid(pid);
4559         retval = -ESRCH;
4560         if (!p)
4561                 goto out_unlock;
4562
4563         retval = security_task_getscheduler(p);
4564         if (retval)
4565                 goto out_unlock;
4566
4567         if (task_has_rt_policy(p))
4568                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4569         rcu_read_unlock();
4570
4571         /*
4572          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4573          */
4574         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4575
4576         return retval;
4577
4578 out_unlock:
4579         rcu_read_unlock();
4580         return retval;
4581 }
4582
4583 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4584                            struct sched_attr *attr,
4585                            unsigned int usize)
4586 {
4587         int ret;
4588
4589         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4590                 return -EFAULT;
4591
4592         /*
4593          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4594          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4595          * user-space does not get uncomplete information.
4596          */
4597         if (usize < sizeof(*attr)) {
4598                 unsigned char *addr;
4599                 unsigned char *end;
4600
4601                 addr = (void *)attr + usize;
4602                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4603
4604                 for (; addr < end; addr++) {
4605                         if (*addr)
4606                                 return -EFBIG;
4607                 }
4608
4609                 attr->size = usize;
4610         }
4611
4612         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4613         if (ret)
4614                 return -EFAULT;
4615
4616         return 0;
4617 }
4618
4619 /**
4620  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4621  * @pid: the pid in question.
4622  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4623  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4624  * @flags: for future extension.
4625  */
4626 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4627                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4628 {
4629         struct sched_attr attr = {
4630                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4631         };
4632         struct task_struct *p;
4633         int retval;
4634
4635         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4636             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4637                 return -EINVAL;
4638
4639         rcu_read_lock();
4640         p = find_process_by_pid(pid);
4641         retval = -ESRCH;
4642         if (!p)
4643                 goto out_unlock;
4644
4645         retval = security_task_getscheduler(p);
4646         if (retval)
4647                 goto out_unlock;
4648
4649         attr.sched_policy = p->policy;
4650         if (p->sched_reset_on_fork)
4651                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4652         if (task_has_dl_policy(p))
4653                 __getparam_dl(p, &attr);
4654         else if (task_has_rt_policy(p))
4655                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4656         else
4657                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4658
4659         rcu_read_unlock();
4660
4661         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4662         return retval;
4663
4664 out_unlock:
4665         rcu_read_unlock();
4666         return retval;
4667 }
4668
4669 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4670 {
4671         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4672         struct task_struct *p;
4673         int retval;
4674
4675         rcu_read_lock();
4676
4677         p = find_process_by_pid(pid);
4678         if (!p) {
4679                 rcu_read_unlock();
4680                 return -ESRCH;
4681         }
4682
4683         /* Prevent p going away */
4684         get_task_struct(p);
4685         rcu_read_unlock();
4686
4687         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4688                 retval = -EINVAL;
4689                 goto out_put_task;
4690         }
4691         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4692                 retval = -ENOMEM;
4693                 goto out_put_task;
4694         }
4695         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4696                 retval = -ENOMEM;
4697                 goto out_free_cpus_allowed;
4698         }
4699         retval = -EPERM;
4700         if (!check_same_owner(p)) {
4701                 rcu_read_lock();
4702                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4703                         rcu_read_unlock();
4704                         goto out_free_new_mask;
4705                 }
4706                 rcu_read_unlock();
4707         }
4708
4709         retval = security_task_setscheduler(p);
4710         if (retval)
4711                 goto out_free_new_mask;
4712
4713
4714         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4715         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4716
4717         /*
4718          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4719          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4720          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4721          * root_domain.
4722          */
4723 #ifdef CONFIG_SMP
4724         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4725                 rcu_read_lock();
4726                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4727                         retval = -EBUSY;
4728                         rcu_read_unlock();
4729                         goto out_free_new_mask;
4730                 }
4731                 rcu_read_unlock();
4732         }
4733 #endif
4734 again:
4735         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4736
4737         if (!retval) {
4738                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4739                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4740                         /*
4741                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4742                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4743                          * cpuset's cpus_allowed
4744                          */
4745                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4746                         goto again;
4747                 }
4748         }
4749 out_free_new_mask:
4750         free_cpumask_var(new_mask);
4751 out_free_cpus_allowed:
4752         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4753 out_put_task:
4754         put_task_struct(p);
4755         return retval;
4756 }
4757
4758 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4759                              struct cpumask *new_mask)
4760 {
4761         if (len < cpumask_size())
4762                 cpumask_clear(new_mask);
4763         else if (len > cpumask_size())
4764                 len = cpumask_size();
4765
4766         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4767 }
4768
4769 /**
4770  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4771  * @pid: pid of the process
4772  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4773  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4774  *
4775  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4776  */
4777 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4778                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4779 {
4780         cpumask_var_t new_mask;
4781         int retval;
4782
4783         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4784                 return -ENOMEM;
4785
4786         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4787         if (retval == 0)
4788                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4789         free_cpumask_var(new_mask);
4790         return retval;
4791 }
4792
4793 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4794 {
4795         struct task_struct *p;
4796         unsigned long flags;
4797         int retval;
4798
4799         rcu_read_lock();
4800
4801         retval = -ESRCH;
4802         p = find_process_by_pid(pid);
4803         if (!p)
4804                 goto out_unlock;
4805
4806         retval = security_task_getscheduler(p);
4807         if (retval)
4808                 goto out_unlock;
4809
4810         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4811         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4812         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4813
4814 out_unlock:
4815         rcu_read_unlock();
4816
4817         return retval;
4818 }
4819
4820 /**
4821  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4822  * @pid: pid of the process
4823  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4824  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4825  *
4826  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4827  * error code otherwise.
4828  */
4829 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4830                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4831 {
4832         int ret;
4833         cpumask_var_t mask;
4834
4835         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4836                 return -EINVAL;
4837         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4838                 return -EINVAL;
4839
4840         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4841                 return -ENOMEM;
4842
4843         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4844         if (ret == 0) {
4845                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4846
4847                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4848                         ret = -EFAULT;
4849                 else
4850                         ret = retlen;
4851         }
4852         free_cpumask_var(mask);
4853
4854         return ret;
4855 }
4856
4857 /**
4858  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4859  *
4860  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4861  * other threads running on this CPU then this function will return.
4862  *
4863  * Return: 0.
4864  */
4865 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4866 {
4867         struct rq *rq = this_rq_lock();
4868
4869         schedstat_inc(rq->yld_count);
4870         current->sched_class->yield_task(rq);
4871
4872         /*
4873          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4874          * no need to preempt or enable interrupts:
4875          */
4876         __release(rq->lock);
4877         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4878         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4879         sched_preempt_enable_no_resched();
4880
4881         schedule();
4882
4883         return 0;
4884 }
4885
4886 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4887 int __sched _cond_resched(void)
4888 {
4889         if (should_resched(0)) {
4890                 preempt_schedule_common();
4891                 return 1;
4892         }
4893         return 0;
4894 }
4895 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4896 #endif
4897
4898 /*
4899  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4900  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4901  *
4902  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4903  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4904  * spin_unlock(), once by hand).
4905  */
4906 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4907 {
4908         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4909         int ret = 0;
4910
4911         lockdep_assert_held(lock);
4912
4913         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4914                 spin_unlock(lock);
4915                 if (resched)
4916                         preempt_schedule_common();
4917                 else
4918                         cpu_relax();
4919                 ret = 1;
4920                 spin_lock(lock);
4921         }
4922         return ret;
4923 }
4924 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4925
4926 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4927 {
4928         BUG_ON(!in_softirq());
4929
4930         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4931                 local_bh_enable();
4932                 preempt_schedule_common();
4933                 local_bh_disable();
4934                 return 1;
4935         }
4936         return 0;
4937 }
4938 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4939
4940 /**
4941  * yield - yield the current processor to other threads.
4942  *
4943  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4944  *
4945  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4946  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4947  * it, its already broken.
4948  *
4949  * Typical broken usage is:
4950  *
4951  * while (!event)
4952  *      yield();
4953  *
4954  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4955  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4956  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4957  *
4958  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4959  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4960  * If you still want to use yield(), do not!
4961  */
4962 void __sched yield(void)
4963 {
4964         set_current_state(TASK_RUNNING);
4965         sys_sched_yield();
4966 }
4967 EXPORT_SYMBOL(yield);
4968
4969 /**
4970  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4971  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4972  * processor it's on.
4973  * @p: target task
4974  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4975  *
4976  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4977  * can't go away on us before we can do any checks.
4978  *
4979  * Return:
4980  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4981  *      false (0) if we failed to boost the target.
4982  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4983  */
4984 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4985 {
4986         struct task_struct *curr = current;
4987         struct rq *rq, *p_rq;
4988         unsigned long flags;
4989         int yielded = 0;
4990
4991         local_irq_save(flags);
4992         rq = this_rq();
4993
4994 again:
4995         p_rq = task_rq(p);
4996         /*
4997          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4998          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4999          */
5000         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5001                 yielded = -ESRCH;
5002                 goto out_irq;
5003         }
5004
5005         double_rq_lock(rq, p_rq);
5006         if (task_rq(p) != p_rq) {
5007                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5008                 goto again;
5009         }
5010
5011         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5012                 goto out_unlock;
5013
5014         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5015                 goto out_unlock;
5016
5017         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5018                 goto out_unlock;
5019
5020         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5021         if (yielded) {
5022                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5023                 /*
5024                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5025                  * fairness.
5026                  */
5027                 if (preempt && rq != p_rq)
5028                         resched_curr(p_rq);
5029         }
5030
5031 out_unlock:
5032         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5033 out_irq:
5034         local_irq_restore(flags);
5035
5036         if (yielded > 0)
5037                 schedule();
5038
5039         return yielded;
5040 }
5041 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5042
5043 /*
5044  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5045  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5046  */
5047 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5048 {
5049         int old_iowait = current->in_iowait;
5050         struct rq *rq;
5051         long ret;
5052
5053         current->in_iowait = 1;
5054         blk_schedule_flush_plug(current);
5055
5056         delayacct_blkio_start();
5057         rq = raw_rq();
5058         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5059         ret = schedule_timeout(timeout);
5060         current->in_iowait = old_iowait;
5061         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5062         delayacct_blkio_end();
5063
5064         return ret;
5065 }
5066 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5067
5068 /**
5069  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5070  * @policy: scheduling class.
5071  *
5072  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5073  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5074  * On failure, a negative error code is returned.
5075  */
5076 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5077 {
5078         int ret = -EINVAL;
5079
5080         switch (policy) {
5081         case SCHED_FIFO:
5082         case SCHED_RR:
5083                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5084                 break;
5085         case SCHED_DEADLINE:
5086         case SCHED_NORMAL:
5087         case SCHED_BATCH:
5088         case SCHED_IDLE:
5089                 ret = 0;
5090                 break;
5091         }
5092         return ret;
5093 }
5094
5095 /**
5096  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5097  * @policy: scheduling class.
5098  *
5099  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5100  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5101  * On failure, a negative error code is returned.
5102  */
5103 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5104 {
5105         int ret = -EINVAL;
5106
5107         switch (policy) {
5108         case SCHED_FIFO:
5109         case SCHED_RR:
5110                 ret = 1;
5111                 break;
5112         case SCHED_DEADLINE:
5113         case SCHED_NORMAL:
5114         case SCHED_BATCH:
5115         case SCHED_IDLE:
5116                 ret = 0;
5117         }
5118         return ret;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5123  * @pid: pid of the process.
5124  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5125  *
5126  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5127  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5128  *
5129  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5130  * an error code.
5131  */
5132 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5133                 struct timespec __user *, interval)
5134 {
5135         struct task_struct *p;
5136         unsigned int time_slice;
5137         struct rq_flags rf;
5138         struct timespec t;
5139         struct rq *rq;
5140         int retval;
5141
5142         if (pid < 0)
5143                 return -EINVAL;
5144
5145         retval = -ESRCH;
5146         rcu_read_lock();
5147         p = find_process_by_pid(pid);
5148         if (!p)
5149                 goto out_unlock;
5150
5151         retval = security_task_getscheduler(p);
5152         if (retval)
5153                 goto out_unlock;
5154
5155         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5156         time_slice = 0;
5157         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5158                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5159         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5160
5161         rcu_read_unlock();
5162         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5163         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5164         return retval;
5165
5166 out_unlock:
5167         rcu_read_unlock();
5168         return retval;
5169 }
5170
5171 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5172
5173 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5174 {
5175         unsigned long free = 0;
5176         int ppid;
5177         unsigned long state = p->state;
5178
5179         if (state)
5180                 state = __ffs(state) + 1;
5181         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5182                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5183 #if BITS_PER_LONG == 32
5184         if (state == TASK_RUNNING)
5185                 printk(KERN_CONT " running  ");
5186         else
5187                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5188 #else
5189         if (state == TASK_RUNNING)
5190                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5191         else
5192                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5193 #endif
5194 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5195         free = stack_not_used(p);
5196 #endif
5197         ppid = 0;
5198         rcu_read_lock();
5199         if (pid_alive(p))
5200                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5201         rcu_read_unlock();
5202         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5203                 task_pid_nr(p), ppid,
5204                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5205
5206         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5207         show_stack(p, NULL);
5208 }
5209
5210 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5211 {
5212         struct task_struct *g, *p;
5213
5214 #if BITS_PER_LONG == 32
5215         printk(KERN_INFO
5216                 "  task                PC stack   pid father\n");
5217 #else
5218         printk(KERN_INFO
5219                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5220 #endif
5221         rcu_read_lock();
5222         for_each_process_thread(g, p) {
5223                 /*
5224                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5225                  * console might take a lot of time:
5226                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5227                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5228                  * an IPI.
5229                  */
5230                 touch_nmi_watchdog();
5231                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5232                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5233                         sched_show_task(p);
5234         }
5235
5236 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5237         if (!state_filter)
5238                 sysrq_sched_debug_show();
5239 #endif
5240         rcu_read_unlock();
5241         /*
5242          * Only show locks if all tasks are dumped:
5243          */
5244         if (!state_filter)
5245                 debug_show_all_locks();
5246 }
5247
5248 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5249 {
5250         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5251 }
5252
5253 /**
5254  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5255  * @idle: task in question
5256  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5257  *
5258  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5259  * flag, to make booting more robust.
5260  */
5261 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5262 {
5263         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5264         unsigned long flags;
5265
5266         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5267         raw_spin_lock(&rq->lock);
5268
5269         __sched_fork(0, idle);
5270         idle->state = TASK_RUNNING;
5271         idle->se.exec_start = sched_clock();
5272
5273         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5274
5275 #ifdef CONFIG_SMP
5276         /*
5277          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5278          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5279          *
5280          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5281          */
5282         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5283 #endif
5284         /*
5285          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5286          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5287          * lockdep check in task_group() will fail.
5288          *
5289          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5290          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5291          *
5292          * Silence PROVE_RCU
5293          */
5294         rcu_read_lock();
5295         __set_task_cpu(idle, cpu);
5296         rcu_read_unlock();
5297
5298         rq->curr = rq->idle = idle;
5299         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5300 #ifdef CONFIG_SMP
5301         idle->on_cpu = 1;
5302 #endif
5303         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5304         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5305
5306         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5307         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5308
5309         /*
5310          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5311          */
5312         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5313         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5314         vtime_init_idle(idle, cpu);
5315 #ifdef CONFIG_SMP
5316         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5317 #endif
5318 }
5319
5320 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5321                               const struct cpumask *trial)
5322 {
5323         int ret = 1, trial_cpus;
5324         struct dl_bw *cur_dl_b;
5325         unsigned long flags;
5326
5327         if (!cpumask_weight(cur))
5328                 return ret;
5329
5330         rcu_read_lock_sched();
5331         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5332         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5333
5334         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5335         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5336             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5337                 ret = 0;
5338         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5339         rcu_read_unlock_sched();
5340
5341         return ret;
5342 }
5343
5344 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5345                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5346 {
5347         int ret = 0;
5348
5349         /*
5350          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5351          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5352          * affinity and isolating such threads by their set of
5353          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5354          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5355          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5356          * before cpus_allowed may be changed.
5357          */
5358         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5359                 ret = -EINVAL;
5360                 goto out;
5361         }
5362
5363 #ifdef CONFIG_SMP
5364         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5365                                               cs_cpus_allowed)) {
5366                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5367                                                         cs_cpus_allowed);
5368                 struct dl_bw *dl_b;
5369                 bool overflow;
5370                 int cpus;
5371                 unsigned long flags;
5372
5373                 rcu_read_lock_sched();
5374                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5375                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5376                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5377                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5378                 if (overflow)
5379                         ret = -EBUSY;
5380                 else {
5381                         /*
5382                          * We reserve space for this task in the destination
5383                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5384                          * We will free resources in the source root_domain
5385                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5386                          */
5387                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5388                 }
5389                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5390                 rcu_read_unlock_sched();
5391
5392         }
5393 #endif
5394 out:
5395         return ret;
5396 }
5397
5398 #ifdef CONFIG_SMP
5399
5400 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5401
5402 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5403 /* Migrate current task p to target_cpu */
5404 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5405 {
5406         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5407         int curr_cpu = task_cpu(p);
5408
5409         if (curr_cpu == target_cpu)
5410                 return 0;
5411
5412         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5413                 return -EINVAL;
5414
5415         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5416
5417         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5418         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5419 }
5420
5421 /*
5422  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5423  * tasks on the runqueues
5424  */
5425 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5426 {
5427         bool queued, running;
5428         struct rq_flags rf;
5429         struct rq *rq;
5430
5431         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5432         queued = task_on_rq_queued(p);
5433         running = task_current(rq, p);
5434
5435         if (queued)
5436                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5437         if (running)
5438                 put_prev_task(rq, p);
5439
5440         p->numa_preferred_nid = nid;
5441
5442         if (running)
5443                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5444         if (queued)
5445                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5446         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5447 }
5448 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5449
5450 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5451 /*
5452  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5453  * offline.
5454  */
5455 void idle_task_exit(void)
5456 {
5457         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5458
5459         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5460
5461         if (mm != &init_mm) {
5462                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5463                 finish_arch_post_lock_switch();
5464         }
5465         mmdrop(mm);
5466 }
5467
5468 /*
5469  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5470  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5471  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5472  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5473  * calculation.
5474  *
5475  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5476  */
5477 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5478 {
5479         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5480         if (delta)
5481                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5482 }
5483
5484 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5485 {
5486 }
5487
5488 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5489         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5490 };
5491
5492 static struct task_struct fake_task = {
5493         /*
5494          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5495          */
5496         .prio = MAX_PRIO + 1,
5497         .sched_class = &fake_sched_class,
5498 };
5499
5500 /*
5501  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5502  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5503  *
5504  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5505  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5506  * because of lock validation efforts.
5507  */
5508 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5509 {
5510         struct rq *rq = dead_rq;
5511         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5512         struct pin_cookie cookie;
5513         int dest_cpu;
5514
5515         /*
5516          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5517          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5518          *
5519          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5520          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5521          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5522          * done here.
5523          */
5524         rq->stop = NULL;
5525
5526         /*
5527          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5528          * class method both need to have an up-to-date
5529          * value of rq->clock[_task]
5530          */
5531         update_rq_clock(rq);
5532
5533         for (;;) {
5534                 /*
5535                  * There's this thread running, bail when that's the only
5536                  * remaining thread.
5537                  */
5538                 if (rq->nr_running == 1)
5539                         break;
5540
5541                 /*
5542                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5543                  */
5544                 cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5545                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, cookie);
5546                 BUG_ON(!next);
5547                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5548
5549                 /*
5550                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5551                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5552                  * stabilizes the mask.
5553                  *
5554                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5555                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5556                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5557                  */
5558                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
5559                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5560                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5561                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5562
5563                 /*
5564                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5565                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5566                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5567                  */
5568                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5569                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5570                         continue;
5571                 }
5572
5573                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5574                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5575
5576                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5577                 if (rq != dead_rq) {
5578                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5579                         rq = dead_rq;
5580                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5581                 }
5582                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5583         }
5584
5585         rq->stop = stop;
5586 }
5587 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5588
5589 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5590 {
5591         if (!rq->online) {
5592                 const struct sched_class *class;
5593
5594                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5595                 rq->online = 1;
5596
5597                 for_each_class(class) {
5598                         if (class->rq_online)
5599                                 class->rq_online(rq);
5600                 }
5601         }
5602 }
5603
5604 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5605 {
5606         if (rq->online) {
5607                 const struct sched_class *class;
5608
5609                 for_each_class(class) {
5610                         if (class->rq_offline)
5611                                 class->rq_offline(rq);
5612                 }
5613
5614                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5615                 rq->online = 0;
5616         }
5617 }
5618
5619 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5620 {
5621         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5622
5623         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5624 }
5625
5626 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5627
5628 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5629
5630 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5631
5632 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5633 {
5634         sched_debug_enabled = 1;
5635
5636         return 0;
5637 }
5638 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5639
5640 static inline bool sched_debug(void)
5641 {
5642         return sched_debug_enabled;
5643 }
5644
5645 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5646                                   struct cpumask *groupmask)
5647 {
5648         struct sched_group *group = sd->groups;
5649
5650         cpumask_clear(groupmask);
5651
5652         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5653
5654         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5655                 printk("does not load-balance\n");
5656                 if (sd->parent)
5657                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5658                                         " has parent");
5659                 return -1;
5660         }
5661
5662         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5663                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5664
5665         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5666                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5667                                 "CPU%d\n", cpu);
5668         }
5669         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5670                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5671                                 " CPU%d\n", cpu);
5672         }
5673
5674         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5675         do {
5676                 if (!group) {
5677                         printk("\n");
5678                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5679                         break;
5680                 }
5681
5682                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5683                         printk(KERN_CONT "\n");
5684                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5685                         break;
5686                 }
5687
5688                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5689                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5690                         printk(KERN_CONT "\n");
5691                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5692                         break;
5693                 }
5694
5695                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5696
5697                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5698                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5699                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5700                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5701                                 group->sgc->capacity);
5702                 }
5703
5704                 group = group->next;
5705         } while (group != sd->groups);
5706         printk(KERN_CONT "\n");
5707
5708         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5709                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5710
5711         if (sd->parent &&
5712             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5713                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5714                         "of domain->span\n");
5715         return 0;
5716 }
5717
5718 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5719 {
5720         int level = 0;
5721
5722         if (!sched_debug_enabled)
5723                 return;
5724
5725         if (!sd) {
5726                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5727                 return;
5728         }
5729
5730         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5731
5732         for (;;) {
5733                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5734                         break;
5735                 level++;
5736                 sd = sd->parent;
5737                 if (!sd)
5738                         break;
5739         }
5740 }
5741 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5742
5743 # define sched_debug_enabled 0
5744 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5745 static inline bool sched_debug(void)
5746 {
5747         return false;
5748 }
5749 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5750
5751 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5752 {
5753         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5754                 return 1;
5755
5756         /* Following flags need at least 2 groups */
5757         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5758                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5759                          SD_BALANCE_FORK |
5760                          SD_BALANCE_EXEC |
5761                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5762                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5763                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5764                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5765                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5766                         return 0;
5767         }
5768
5769         /* Following flags don't use groups */
5770         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5771                 return 0;
5772
5773         return 1;
5774 }
5775
5776 static int
5777 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5778 {
5779         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5780
5781         if (sd_degenerate(parent))
5782                 return 1;
5783
5784         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5785                 return 0;
5786
5787         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5788         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5789                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5790                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5791                                 SD_BALANCE_FORK |
5792                                 SD_BALANCE_EXEC |
5793                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5794                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5795                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5796                                 SD_PREFER_SIBLING |
5797                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5798                 if (nr_node_ids == 1)
5799                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5800         }
5801         if (~cflags & pflags)
5802                 return 0;
5803
5804         return 1;
5805 }
5806
5807 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5808 {
5809         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5810
5811         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5812         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5813         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5814         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5815         free_cpumask_var(rd->online);
5816         free_cpumask_var(rd->span);
5817         kfree(rd);
5818 }
5819
5820 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5821 {
5822         struct root_domain *old_rd = NULL;
5823         unsigned long flags;
5824
5825         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5826
5827         if (rq->rd) {
5828                 old_rd = rq->rd;
5829
5830                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5831                         set_rq_offline(rq);
5832
5833                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5834
5835                 /*
5836                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5837                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5838                  * in this function:
5839                  */
5840                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5841                         old_rd = NULL;
5842         }
5843
5844         atomic_inc(&rd->refcount);
5845         rq->rd = rd;
5846
5847         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5848         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5849                 set_rq_online(rq);
5850
5851         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5852
5853         if (old_rd)
5854                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5855 }
5856
5857 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5858 {
5859         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5860
5861         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5862                 goto out;
5863         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5864                 goto free_span;
5865         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5866                 goto free_online;
5867         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5868                 goto free_dlo_mask;
5869
5870         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5871         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5872                 goto free_dlo_mask;
5873
5874         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5875                 goto free_rto_mask;
5876         return 0;
5877
5878 free_rto_mask:
5879         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5880 free_dlo_mask:
5881         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5882 free_online:
5883         free_cpumask_var(rd->online);
5884 free_span:
5885         free_cpumask_var(rd->span);
5886 out:
5887         return -ENOMEM;
5888 }
5889
5890 /*
5891  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5892  * members (mimicking the global state we have today).
5893  */
5894 struct root_domain def_root_domain;
5895
5896 static void init_defrootdomain(void)
5897 {
5898         init_rootdomain(&def_root_domain);
5899
5900         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5901 }
5902
5903 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5904 {
5905         struct root_domain *rd;
5906
5907         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5908         if (!rd)
5909                 return NULL;
5910
5911         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5912                 kfree(rd);
5913                 return NULL;
5914         }
5915
5916         return rd;
5917 }
5918
5919 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5920 {
5921         struct sched_group *tmp, *first;
5922
5923         if (!sg)
5924                 return;
5925
5926         first = sg;
5927         do {
5928                 tmp = sg->next;
5929
5930                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5931                         kfree(sg->sgc);
5932
5933                 kfree(sg);
5934                 sg = tmp;
5935         } while (sg != first);
5936 }
5937
5938 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd)
5939 {
5940         /*
5941          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5942          * nuke them all.
5943          */
5944         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5945                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5946         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5947                 kfree(sd->groups->sgc);
5948                 kfree(sd->groups);
5949         }
5950         if (sd->shared && atomic_dec_and_test(&sd->shared->ref))
5951                 kfree(sd->shared);
5952         kfree(sd);
5953 }
5954
5955 static void destroy_sched_domains_rcu(struct rcu_head *rcu)
5956 {
5957         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5958
5959         while (sd) {
5960                 struct sched_domain *parent = sd->parent;
5961                 destroy_sched_domain(sd);
5962                 sd = parent;
5963         }
5964 }
5965
5966 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd)
5967 {
5968         if (sd)
5969                 call_rcu(&sd->rcu, destroy_sched_domains_rcu);
5970 }
5971
5972 /*
5973  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5974  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5975  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5976  *
5977  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5978  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5979  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5980  */
5981 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5982 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5983 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5984 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
5985 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5986 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5987
5988 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5989 {
5990         struct sched_domain_shared *sds = NULL;
5991         struct sched_domain *sd;
5992         int id = cpu;
5993         int size = 1;
5994
5995         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5996         if (sd) {
5997                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5998                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5999                 sds = sd->shared;
6000         }
6001
6002         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
6003         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
6004         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
6005         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc_shared, cpu), sds);
6006
6007         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
6008         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
6009
6010         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
6011         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
6012 }
6013
6014 /*
6015  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6016  * hold the hotplug lock.
6017  */
6018 static void
6019 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6020 {
6021         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6022         struct sched_domain *tmp;
6023
6024         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6025         for (tmp = sd; tmp; ) {
6026                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6027                 if (!parent)
6028                         break;
6029
6030                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6031                         tmp->parent = parent->parent;
6032                         if (parent->parent)
6033                                 parent->parent->child = tmp;
6034                         /*
6035                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6036                          * degenerate parent; the spans match for this
6037                          * so the property transfers.
6038                          */
6039                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6040                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6041                         destroy_sched_domain(parent);
6042                 } else
6043                         tmp = tmp->parent;
6044         }
6045
6046         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6047                 tmp = sd;
6048                 sd = sd->parent;
6049                 destroy_sched_domain(tmp);
6050                 if (sd)
6051                         sd->child = NULL;
6052         }
6053
6054         sched_domain_debug(sd, cpu);
6055
6056         rq_attach_root(rq, rd);
6057         tmp = rq->sd;
6058         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6059         destroy_sched_domains(tmp);
6060
6061         update_top_cache_domain(cpu);
6062 }
6063
6064 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6065 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6066 {
6067         int ret;
6068
6069         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6070         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6071         if (ret) {
6072                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6073                 return 0;
6074         }
6075         return 1;
6076 }
6077 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6078
6079 struct s_data {
6080         struct sched_domain ** __percpu sd;
6081         struct root_domain      *rd;
6082 };
6083
6084 enum s_alloc {
6085         sa_rootdomain,
6086         sa_sd,
6087         sa_sd_storage,
6088         sa_none,
6089 };
6090
6091 /*
6092  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6093  * domain traversal.
6094  *
6095  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6096  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6097  * range.
6098  *
6099  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6100  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6101  * cpu they're built on, so check that.
6102  *
6103  */
6104 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6105 {
6106         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6107         struct sd_data *sdd = sd->private;
6108         struct sched_domain *sibling;
6109         int i;
6110
6111         for_each_cpu(i, span) {
6112                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6113                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6114                         continue;
6115
6116                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6117         }
6118 }
6119
6120 /*
6121  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6122  * of this group that's also in the iteration mask.
6123  */
6124 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6125 {
6126         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6127 }
6128
6129 static int
6130 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6131 {
6132         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6133         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6134         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6135         struct sd_data *sdd = sd->private;
6136         struct sched_domain *sibling;
6137         int i;
6138
6139         cpumask_clear(covered);
6140
6141         for_each_cpu(i, span) {
6142                 struct cpumask *sg_span;
6143
6144                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6145                         continue;
6146
6147                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6148
6149                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6150                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6151                         continue;
6152
6153                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6154                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6155
6156                 if (!sg)
6157                         goto fail;
6158
6159                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6160                 if (sibling->child)
6161                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6162                 else
6163                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6164
6165                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6166
6167                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6168                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6169                         build_group_mask(sd, sg);
6170
6171                 /*
6172                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6173                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6174                  * die on a /0 trap.
6175                  */
6176                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6177
6178                 /*
6179                  * Make sure the first group of this domain contains the
6180                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6181                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6182                  */
6183                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6184                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6185                         groups = sg;
6186
6187                 if (!first)
6188                         first = sg;
6189                 if (last)
6190                         last->next = sg;
6191                 last = sg;
6192                 last->next = first;
6193         }
6194         sd->groups = groups;
6195
6196         return 0;
6197
6198 fail:
6199         free_sched_groups(first, 0);
6200
6201         return -ENOMEM;
6202 }
6203
6204 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6205 {
6206         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6207         struct sched_domain *child = sd->child;
6208
6209         if (child)
6210                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6211
6212         if (sg) {
6213                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6214                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6215                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6216         }
6217
6218         return cpu;
6219 }
6220
6221 /*
6222  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6223  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6224  * and ->cpu_capacity to 0.
6225  *
6226  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6227  */
6228 static int
6229 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6230 {
6231         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6232         struct sd_data *sdd = sd->private;
6233         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6234         struct cpumask *covered;
6235         int i;
6236
6237         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6238         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6239
6240         if (cpu != cpumask_first(span))
6241                 return 0;
6242
6243         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6244         covered = sched_domains_tmpmask;
6245
6246         cpumask_clear(covered);
6247
6248         for_each_cpu(i, span) {
6249                 struct sched_group *sg;
6250                 int group, j;
6251
6252                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6253                         continue;
6254
6255                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6256                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6257
6258                 for_each_cpu(j, span) {
6259                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6260                                 continue;
6261
6262                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6263                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6264                 }
6265
6266                 if (!first)
6267                         first = sg;
6268                 if (last)
6269                         last->next = sg;
6270                 last = sg;
6271         }
6272         last->next = first;
6273
6274         return 0;
6275 }
6276
6277 /*
6278  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6279  *
6280  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6281  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6282  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6283  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6284  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6285  * group having less cpu_capacity.
6286  */
6287 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6288 {
6289         struct sched_group *sg = sd->groups;
6290
6291         WARN_ON(!sg);
6292
6293         do {
6294                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6295                 sg = sg->next;
6296         } while (sg != sd->groups);
6297
6298         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6299                 return;
6300
6301         update_group_capacity(sd, cpu);
6302 }
6303
6304 /*
6305  * Initializers for schedule domains
6306  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6307  */
6308
6309 static int default_relax_domain_level = -1;
6310 int sched_domain_level_max;
6311
6312 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6313 {
6314         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6315                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6316
6317         return 1;
6318 }
6319 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6320
6321 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6322                                  struct sched_domain_attr *attr)
6323 {
6324         int request;
6325
6326         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6327                 if (default_relax_domain_level < 0)
6328                         return;
6329                 else
6330                         request = default_relax_domain_level;
6331         } else
6332                 request = attr->relax_domain_level;
6333         if (request < sd->level) {
6334                 /* turn off idle balance on this domain */
6335                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6336         } else {
6337                 /* turn on idle balance on this domain */
6338                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6339         }
6340 }
6341
6342 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6343 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6344
6345 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6346                                  const struct cpumask *cpu_map)
6347 {
6348         switch (what) {
6349         case sa_rootdomain:
6350                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6351                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6352         case sa_sd:
6353                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6354         case sa_sd_storage:
6355                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6356         case sa_none:
6357                 break;
6358         }
6359 }
6360
6361 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6362                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6363 {
6364         memset(d, 0, sizeof(*d));
6365
6366         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6367                 return sa_sd_storage;
6368         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6369         if (!d->sd)
6370                 return sa_sd_storage;
6371         d->rd = alloc_rootdomain();
6372         if (!d->rd)
6373                 return sa_sd;
6374         return sa_rootdomain;
6375 }
6376
6377 /*
6378  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6379  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6380  * will not free the data we're using.
6381  */
6382 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6383 {
6384         struct sd_data *sdd = sd->private;
6385
6386         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6387         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6388
6389         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu))->ref))
6390                 *per_cpu_ptr(sdd->sds, cpu) = NULL;
6391
6392         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6393                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6394
6395         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6396                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6397 }
6398
6399 #ifdef CONFIG_NUMA
6400 static int sched_domains_numa_levels;
6401 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6402 static int *sched_domains_numa_distance;
6403 int sched_max_numa_distance;
6404 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6405 static int sched_domains_curr_level;
6406 #endif
6407
6408 /*
6409  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6410  *
6411  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6412  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6413  * function:
6414  *
6415  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6416  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6417  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6418  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6419  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6420  *
6421  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6422  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6423  *
6424  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6425  */
6426 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6427         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6428          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6429          SD_NUMA |                      \
6430          SD_ASYM_PACKING |              \
6431          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6432          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6433
6434 static struct sched_domain *
6435 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6436         const struct cpumask *cpu_map,
6437         struct sched_domain *child, int cpu)
6438 {
6439         struct sd_data *sdd = &tl->data;
6440         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6441         int sd_id, sd_weight, sd_flags = 0;
6442
6443 #ifdef CONFIG_NUMA
6444         /*
6445          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6446          */
6447         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6448 #endif
6449
6450         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6451
6452         if (tl->sd_flags)
6453                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6454         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6455                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6456                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6457
6458         *sd = (struct sched_domain){
6459                 .min_interval           = sd_weight,
6460                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6461                 .busy_factor            = 32,
6462                 .imbalance_pct          = 125,
6463
6464                 .cache_nice_tries       = 0,
6465                 .busy_idx               = 0,
6466                 .idle_idx               = 0,
6467                 .newidle_idx            = 0,
6468                 .wake_idx               = 0,
6469                 .forkexec_idx           = 0,
6470
6471                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6472                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6473                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6474                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6475                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6476                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6477                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6478                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6479                                         | 0*SD_SERIALIZE
6480                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6481                                         | 0*SD_NUMA
6482                                         | sd_flags
6483                                         ,
6484
6485                 .last_balance           = jiffies,
6486                 .balance_interval       = sd_weight,
6487                 .smt_gain               = 0,
6488                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6489                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6490                 .child                  = child,
6491 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6492                 .name                   = tl->name,
6493 #endif
6494         };
6495
6496         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6497         sd_id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
6498
6499         /*
6500          * Convert topological properties into behaviour.
6501          */
6502
6503         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6504                 struct sched_domain *t = sd;
6505
6506                 for_each_lower_domain(t)
6507                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6508         }
6509
6510         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6511                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6512                 sd->imbalance_pct = 110;
6513                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6514
6515         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6516                 sd->imbalance_pct = 117;
6517                 sd->cache_nice_tries = 1;
6518                 sd->busy_idx = 2;
6519
6520 #ifdef CONFIG_NUMA
6521         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6522                 sd->cache_nice_tries = 2;
6523                 sd->busy_idx = 3;
6524                 sd->idle_idx = 2;
6525
6526                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6527                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6528                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6529                                        SD_BALANCE_FORK |
6530                                        SD_WAKE_AFFINE);
6531                 }
6532
6533 #endif
6534         } else {
6535                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6536                 sd->cache_nice_tries = 1;
6537                 sd->busy_idx = 2;
6538                 sd->idle_idx = 1;
6539         }
6540
6541         /*
6542          * For all levels sharing cache; connect a sched_domain_shared
6543          * instance.
6544          */
6545         if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6546                 sd->shared = *per_cpu_ptr(sdd->sds, sd_id);
6547                 atomic_inc(&sd->shared->ref);
6548                 atomic_set(&sd->shared->nr_busy_cpus, sd_weight);
6549         }
6550
6551         sd->private = sdd;
6552
6553         return sd;
6554 }
6555
6556 /*
6557  * Topology list, bottom-up.
6558  */
6559 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6560 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6561         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6562 #endif
6563 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6564         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6565 #endif
6566         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6567         { NULL, },
6568 };
6569
6570 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6571         default_topology;
6572
6573 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6574         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6575
6576 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6577 {
6578         if (WARN_ON_ONCE(sched_smp_initialized))
6579                 return;
6580
6581         sched_domain_topology = tl;
6582 }
6583
6584 #ifdef CONFIG_NUMA
6585
6586 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6587 {
6588         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6589 }
6590
6591 static void sched_numa_warn(const char *str)
6592 {
6593         static int done = false;
6594         int i,j;
6595
6596         if (done)
6597                 return;
6598
6599         done = true;
6600
6601         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6602
6603         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6604                 printk(KERN_WARNING "  ");
6605                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6606                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6607                 printk(KERN_CONT "\n");
6608         }
6609         printk(KERN_WARNING "\n");
6610 }
6611
6612 bool find_numa_distance(int distance)
6613 {
6614         int i;
6615
6616         if (distance == node_distance(0, 0))
6617                 return true;
6618
6619         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6620                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6621                         return true;
6622         }
6623
6624         return false;
6625 }
6626
6627 /*
6628  * A system can have three types of NUMA topology:
6629  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6630  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6631  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6632  *
6633  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6634  * topology lies in whether communication between not directly
6635  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6636  * could run), or through backplane controllers. This affects
6637  * placement of programs.
6638  *
6639  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6640  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6641  *   is directly connected.
6642  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6643  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6644  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6645  */
6646 static void init_numa_topology_type(void)
6647 {
6648         int a, b, c, n;
6649
6650         n = sched_max_numa_distance;
6651
6652         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6653                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6654                 return;
6655         }
6656
6657         for_each_online_node(a) {
6658                 for_each_online_node(b) {
6659                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6660                         if (node_distance(a, b) < n)
6661                                 continue;
6662
6663                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6664                         for_each_online_node(c) {
6665                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6666                                     node_distance(b, c) < n) {
6667                                         sched_numa_topology_type =
6668                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6669                                         return;
6670                                 }
6671                         }
6672
6673                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6674                         return;
6675                 }
6676         }
6677 }
6678
6679 static void sched_init_numa(void)
6680 {
6681         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6682         struct sched_domain_topology_level *tl;
6683         int level = 0;
6684         int i, j, k;
6685
6686         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6687         if (!sched_domains_numa_distance)
6688                 return;
6689
6690         /*
6691          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6692          * unique distances in the node_distance() table.
6693          *
6694          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6695          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6696          */
6697         next_distance = curr_distance;
6698         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6699                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6700                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6701                                 int distance = node_distance(i, k);
6702
6703                                 if (distance > curr_distance &&
6704                                     (distance < next_distance ||
6705                                      next_distance == curr_distance))
6706                                         next_distance = distance;
6707
6708                                 /*
6709                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6710                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6711                                  * equally connected to A.
6712                                  */
6713                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6714                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6715
6716                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6717                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6718                         }
6719                         if (next_distance != curr_distance) {
6720                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6721                                 sched_domains_numa_levels = level;
6722                                 curr_distance = next_distance;
6723                         } else break;
6724                 }
6725
6726                 /*
6727                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6728                  */
6729                 if (!sched_debug())
6730                         break;
6731         }
6732
6733         if (!level)
6734                 return;
6735
6736         /*
6737          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6738          * identity distance node_distance(i,i).
6739          *
6740          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6741          * numbers.
6742          */
6743
6744         /*
6745          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6746          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6747          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6748          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6749          * in other functions.
6750          *
6751          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6752          */
6753         sched_domains_numa_levels = 0;
6754
6755         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6756         if (!sched_domains_numa_masks)
6757                 return;
6758
6759         /*
6760          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6761          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6762          */
6763         for (i = 0; i < level; i++) {
6764                 sched_domains_numa_masks[i] =
6765                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6766                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6767                         return;
6768
6769                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6770                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6771                         if (!mask)
6772                                 return;
6773
6774                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6775
6776                         for_each_node(k) {
6777                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6778                                         continue;
6779
6780                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6781                         }
6782                 }
6783         }
6784
6785         /* Compute default topology size */
6786         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6787
6788         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6789                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6790         if (!tl)
6791                 return;
6792
6793         /*
6794          * Copy the default topology bits..
6795          */
6796         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6797                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6798
6799         /*
6800          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6801          */
6802         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6803                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6804                         .mask = sd_numa_mask,
6805                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6806                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6807                         .numa_level = j,
6808                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6809                 };
6810         }
6811
6812         sched_domain_topology = tl;
6813
6814         sched_domains_numa_levels = level;
6815         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6816
6817         init_numa_topology_type();
6818 }
6819
6820 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6821 {
6822         int node = cpu_to_node(cpu);
6823         int i, j;
6824
6825         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6826                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6827                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6828                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6829                 }
6830         }
6831 }
6832
6833 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6834 {
6835         int i, j;
6836
6837         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6838                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6839                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6840         }
6841 }
6842
6843 #else
6844 static inline void sched_init_numa(void) { }
6845 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6846 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6847 #endif /* CONFIG_NUMA */
6848
6849 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6850 {
6851         struct sched_domain_topology_level *tl;
6852         int j;
6853
6854         for_each_sd_topology(tl) {
6855                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6856
6857                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6858                 if (!sdd->sd)
6859                         return -ENOMEM;
6860
6861                 sdd->sds = alloc_percpu(struct sched_domain_shared *);
6862                 if (!sdd->sds)
6863                         return -ENOMEM;
6864
6865                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6866                 if (!sdd->sg)
6867                         return -ENOMEM;
6868
6869                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6870                 if (!sdd->sgc)
6871                         return -ENOMEM;
6872
6873                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6874                         struct sched_domain *sd;
6875                         struct sched_domain_shared *sds;
6876                         struct sched_group *sg;
6877                         struct sched_group_capacity *sgc;
6878
6879                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6880                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6881                         if (!sd)
6882                                 return -ENOMEM;
6883
6884                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6885
6886                         sds = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain_shared),
6887                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6888                         if (!sds)
6889                                 return -ENOMEM;
6890
6891                         *per_cpu_ptr(sdd->sds, j) = sds;
6892
6893                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6894                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6895                         if (!sg)
6896                                 return -ENOMEM;
6897
6898                         sg->next = sg;
6899
6900                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6901
6902                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6903                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6904                         if (!sgc)
6905                                 return -ENOMEM;
6906
6907                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6908                 }
6909         }
6910
6911         return 0;
6912 }
6913
6914 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6915 {
6916         struct sched_domain_topology_level *tl;
6917         int j;
6918
6919         for_each_sd_topology(tl) {
6920                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6921
6922                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6923                         struct sched_domain *sd;
6924
6925                         if (sdd->sd) {
6926                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6927                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6928                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6929                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6930                         }
6931
6932                         if (sdd->sds)
6933                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sds, j));
6934                         if (sdd->sg)
6935                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6936                         if (sdd->sgc)
6937                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6938                 }
6939                 free_percpu(sdd->sd);
6940                 sdd->sd = NULL;
6941                 free_percpu(sdd->sds);
6942                 sdd->sds = NULL;
6943                 free_percpu(sdd->sg);
6944                 sdd->sg = NULL;
6945                 free_percpu(sdd->sgc);
6946                 sdd->sgc = NULL;
6947         }
6948 }
6949
6950 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6951                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6952                 struct sched_domain *child, int cpu)
6953 {
6954         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu_map, child, cpu);
6955
6956         if (child) {
6957                 sd->level = child->level + 1;
6958                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6959                 child->parent = sd;
6960
6961                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6962                                     sched_domain_span(sd))) {
6963                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6964 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6965                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6966                                         child->name, sd->name);
6967 #endif
6968                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6969                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6970                                    sched_domain_span(sd),
6971                                    sched_domain_span(child));
6972                 }
6973
6974         }
6975         set_domain_attribute(sd, attr);
6976
6977         return sd;
6978 }
6979
6980 /*
6981  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6982  * to the individual cpus
6983  */
6984 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6985                                struct sched_domain_attr *attr)
6986 {
6987         enum s_alloc alloc_state;
6988         struct sched_domain *sd;
6989         struct s_data d;
6990         struct rq *rq = NULL;
6991         int i, ret = -ENOMEM;
6992
6993         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6994         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6995                 goto error;
6996
6997         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6998         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6999                 struct sched_domain_topology_level *tl;
7000
7001                 sd = NULL;
7002                 for_each_sd_topology(tl) {
7003                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
7004                         if (tl == sched_domain_topology)
7005                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
7006                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
7007                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
7008                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
7009                                 break;
7010                 }
7011         }
7012
7013         /* Build the groups for the domains */
7014         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7015                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7016                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
7017                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
7018                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
7019                                         goto error;
7020                         } else {
7021                                 if (build_sched_groups(sd, i))
7022                                         goto error;
7023                         }
7024                 }
7025         }
7026
7027         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
7028         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
7029                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
7030                         continue;
7031
7032                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
7033                         claim_allocations(i, sd);
7034                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
7035                 }
7036         }
7037
7038         /* Attach the domains */
7039         rcu_read_lock();
7040         for_each_cpu(i, cpu_map) {
7041                 rq = cpu_rq(i);
7042                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
7043
7044                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
7045                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
7046                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
7047
7048                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
7049         }
7050         rcu_read_unlock();
7051
7052         if (rq && sched_debug_enabled) {
7053                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
7054                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
7055         }
7056
7057         ret = 0;
7058 error:
7059         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
7060         return ret;
7061 }
7062
7063 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7064 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7065 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7066                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7067
7068 /*
7069  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7070  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7071  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7072  */
7073 static cpumask_var_t fallback_doms;
7074
7075 /*
7076  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7077  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7078  * or 0 if it stayed the same.
7079  */
7080 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7081 {
7082         return 0;
7083 }
7084
7085 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7086 {
7087         int i;
7088         cpumask_var_t *doms;
7089
7090         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7091         if (!doms)
7092                 return NULL;
7093         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7094                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7095                         free_sched_domains(doms, i);
7096                         return NULL;
7097                 }
7098         }
7099         return doms;
7100 }
7101
7102 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7103 {
7104         unsigned int i;
7105         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7106                 free_cpumask_var(doms[i]);
7107         kfree(doms);
7108 }
7109
7110 /*
7111  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7112  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7113  * exclude other special cases in the future.
7114  */
7115 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7116 {
7117         int err;
7118
7119         arch_update_cpu_topology();
7120         ndoms_cur = 1;
7121         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7122         if (!doms_cur)
7123                 doms_cur = &fallback_doms;
7124         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7125         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7126         register_sched_domain_sysctl();
7127
7128         return err;
7129 }
7130
7131 /*
7132  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7133  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7134  */
7135 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7136 {
7137         int i;
7138
7139         rcu_read_lock();
7140         for_each_cpu(i, cpu_map)
7141                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7142         rcu_read_unlock();
7143 }
7144
7145 /* handle null as "default" */
7146 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7147                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7148 {
7149         struct sched_domain_attr tmp;
7150
7151         /* fast path */
7152         if (!new && !cur)
7153                 return 1;
7154
7155         tmp = SD_ATTR_INIT;
7156         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7157                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7158                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7159 }
7160
7161 /*
7162  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7163  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7164  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7165  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7166  *
7167  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7168  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7169  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7170  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7171  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7172  * it as it is.
7173  *
7174  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7175  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7176  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7177  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7178  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7179  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7180  *
7181  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7182  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7183  * and it will not create the default domain.
7184  *
7185  * Call with hotplug lock held
7186  */
7187 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7188                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7189 {
7190         int i, j, n;
7191         int new_topology;
7192
7193         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7194
7195         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7196         unregister_sched_domain_sysctl();
7197
7198         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7199         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7200
7201         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7202
7203         /* Destroy deleted domains */
7204         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7205                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7206                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7207                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7208                                 goto match1;
7209                 }
7210                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7211                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7212 match1:
7213                 ;
7214         }
7215
7216         n = ndoms_cur;
7217         if (doms_new == NULL) {
7218                 n = 0;
7219                 doms_new = &fallback_doms;
7220                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7221                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7222         }
7223
7224         /* Build new domains */
7225         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7226                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7227                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7228                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7229                                 goto match2;
7230                 }
7231                 /* no match - add a new doms_new */
7232                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7233 match2:
7234                 ;
7235         }
7236
7237         /* Remember the new sched domains */
7238         if (doms_cur != &fallback_doms)
7239                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7240         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7241         doms_cur = doms_new;
7242         dattr_cur = dattr_new;
7243         ndoms_cur = ndoms_new;
7244
7245         register_sched_domain_sysctl();
7246
7247         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7248 }
7249
7250 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7251
7252 /*
7253  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7254  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7255  * around partition_sched_domains().
7256  *
7257  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7258  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7259  */
7260 static void cpuset_cpu_active(void)
7261 {
7262         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7263                 /*
7264                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7265                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7266                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7267                  * domain, ignoring cpusets.
7268                  */
7269                 num_cpus_frozen--;
7270                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7271                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7272                         return;
7273                 }
7274                 /*
7275                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7276                  * restore the original sched domains by considering the
7277                  * cpuset configurations.
7278                  */
7279         }
7280         cpuset_update_active_cpus(true);
7281 }
7282
7283 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7284 {
7285         unsigned long flags;
7286         struct dl_bw *dl_b;
7287         bool overflow;
7288         int cpus;
7289
7290         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7291                 rcu_read_lock_sched();
7292                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7293
7294                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7295                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7296                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7297                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7298
7299                 rcu_read_unlock_sched();
7300
7301                 if (overflow)
7302                         return -EBUSY;
7303                 cpuset_update_active_cpus(false);
7304         } else {
7305                 num_cpus_frozen++;
7306                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7307         }
7308         return 0;
7309 }
7310
7311 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7312 {
7313         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7314         unsigned long flags;
7315
7316         set_cpu_active(cpu, true);
7317
7318         if (sched_smp_initialized) {
7319                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7320                 cpuset_cpu_active();
7321         }
7322
7323         /*
7324          * Put the rq online, if not already. This happens:
7325          *
7326          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7327          *    after all cpus have been brought up.
7328          *
7329          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7330          *    domains.
7331          */
7332         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7333         if (rq->rd) {
7334                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7335                 set_rq_online(rq);
7336         }
7337         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7338
7339         update_max_interval();
7340
7341         return 0;
7342 }
7343
7344 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7345 {
7346         int ret;
7347
7348         set_cpu_active(cpu, false);
7349         /*
7350          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7351          * users of this state to go away such that all new such users will
7352          * observe it.
7353          *
7354          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7355          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7356          *
7357          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7358          */
7359         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7360                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7361         else
7362                 synchronize_rcu();
7363
7364         if (!sched_smp_initialized)
7365                 return 0;
7366
7367         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7368         if (ret) {
7369                 set_cpu_active(cpu, true);
7370                 return ret;
7371         }
7372         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7373         return 0;
7374 }
7375
7376 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7377 {
7378         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7379
7380         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7381         update_max_interval();
7382 }
7383
7384 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7385 {
7386         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7387         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7388         return 0;
7389 }
7390
7391 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7392 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7393 {
7394         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7395         unsigned long flags;
7396
7397         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7398         sched_ttwu_pending();
7399         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7400         if (rq->rd) {
7401                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7402                 set_rq_offline(rq);
7403         }
7404         migrate_tasks(rq);
7405         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7406         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7407         calc_load_migrate(rq);
7408         update_max_interval();
7409         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7410         hrtick_clear(rq);
7411         return 0;
7412 }
7413 #endif
7414
7415 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7416 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
7417
7418 static void sched_init_smt(void)
7419 {
7420         /*
7421          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
7422          * has SMT siblings, CPU0 will too.
7423          */
7424         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
7425                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
7426 }
7427 #else
7428 static inline void sched_init_smt(void) { }
7429 #endif
7430
7431 void __init sched_init_smp(void)
7432 {
7433         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7434
7435         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7436         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7437
7438         sched_init_numa();
7439
7440         /*
7441          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7442          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7443          * happen.
7444          */
7445         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7446         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7447         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7448         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7449                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7450         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7451
7452         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7453         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7454                 BUG();
7455         sched_init_granularity();
7456         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7457
7458         init_sched_rt_class();
7459         init_sched_dl_class();
7460
7461         sched_init_smt();
7462
7463         sched_smp_initialized = true;
7464 }
7465
7466 static int __init migration_init(void)
7467 {
7468         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7469         return 0;
7470 }
7471 early_initcall(migration_init);
7472
7473 #else
7474 void __init sched_init_smp(void)
7475 {
7476         sched_init_granularity();
7477 }
7478 #endif /* CONFIG_SMP */
7479
7480 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7481 {
7482         return in_lock_functions(addr) ||
7483                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7484                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7485 }
7486
7487 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7488 /*
7489  * Default task group.
7490  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7491  */
7492 struct task_group root_task_group;
7493 LIST_HEAD(task_groups);
7494
7495 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7496 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7497 #endif
7498
7499 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7500 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
7501
7502 void __init sched_init(void)
7503 {
7504         int i, j;
7505         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7506
7507 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7508         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7509 #endif
7510 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7511         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7512 #endif
7513         if (alloc_size) {
7514                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7515
7516 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7517                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7518                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7519
7520                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7521                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7522
7523 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7524 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7525                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7526                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7527
7528                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7529                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7530
7531 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7532         }
7533 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7534         for_each_possible_cpu(i) {
7535                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7536                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7537                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7538                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7539         }
7540 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7541
7542         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7543                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7544         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7545                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7546
7547 #ifdef CONFIG_SMP
7548         init_defrootdomain();
7549 #endif
7550
7551 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7552         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7553                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7554 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7555
7556 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7557         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7558
7559         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7560         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7561         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7562         autogroup_init(&init_task);
7563 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7564
7565         for_each_possible_cpu(i) {
7566                 struct rq *rq;
7567
7568                 rq = cpu_rq(i);
7569                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7570                 rq->nr_running = 0;
7571                 rq->calc_load_active = 0;
7572                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7573                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7574                 init_rt_rq(&rq->rt);
7575                 init_dl_rq(&rq->dl);
7576 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7577                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7578                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7579                 /*
7580                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7581                  *
7582                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7583                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7584                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7585                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7586                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7587                  * (se->load.weight).
7588                  *
7589                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7590                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7591                  * then A0's share of the cpu resource is:
7592                  *
7593                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7594                  *
7595                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7596                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7597                  */
7598                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7599                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7600 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7601
7602                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7603 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7604                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7605 #endif
7606
7607                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7608                         rq->cpu_load[j] = 0;
7609
7610 #ifdef CONFIG_SMP
7611                 rq->sd = NULL;
7612                 rq->rd = NULL;
7613                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7614                 rq->balance_callback = NULL;
7615                 rq->active_balance = 0;
7616                 rq->next_balance = jiffies;
7617                 rq->push_cpu = 0;
7618                 rq->cpu = i;
7619                 rq->online = 0;
7620                 rq->idle_stamp = 0;
7621                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7622                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7623
7624                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7625
7626                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7627 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7628                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7629                 rq->nohz_flags = 0;
7630 #endif
7631 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7632                 rq->last_sched_tick = 0;
7633 #endif
7634 #endif /* CONFIG_SMP */
7635                 init_rq_hrtick(rq);
7636                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7637         }
7638
7639         set_load_weight(&init_task);
7640
7641         /*
7642          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7643          */
7644         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7645         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7646
7647         /*
7648          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7649          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7650          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7651          * when this runqueue becomes "idle".
7652          */
7653         init_idle(current, smp_processor_id());
7654
7655         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7656
7657 #ifdef CONFIG_SMP
7658         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7659         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7660         if (cpu_isolated_map == NULL)
7661                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7662         idle_thread_set_boot_cpu();
7663         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7664 #endif
7665         init_sched_fair_class();
7666
7667         init_schedstats();
7668
7669         scheduler_running = 1;
7670 }
7671
7672 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7673 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7674 {
7675         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7676
7677         return (nested == preempt_offset);
7678 }
7679
7680 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7681 {
7682         /*
7683          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7684          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7685          * otherwise we will destroy state.
7686          */
7687         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7688                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7689                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7690                         current->state,
7691                         (void *)current->task_state_change,
7692                         (void *)current->task_state_change);
7693
7694         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7695 }
7696 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7697
7698 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7699 {
7700         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7701         unsigned long preempt_disable_ip;
7702
7703         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7704         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7705              !is_idle_task(current)) ||
7706             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7707                 return;
7708         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7709                 return;
7710         prev_jiffy = jiffies;
7711
7712         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7713         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7714
7715         printk(KERN_ERR
7716                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7717                         file, line);
7718         printk(KERN_ERR
7719                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7720                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7721                         current->pid, current->comm);
7722
7723         if (task_stack_end_corrupted(current))
7724                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7725
7726         debug_show_held_locks(current);
7727         if (irqs_disabled())
7728                 print_irqtrace_events(current);
7729         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7730             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7731                 pr_err("Preemption disabled at:");
7732                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7733                 pr_cont("\n");
7734         }
7735         dump_stack();
7736         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7737 }
7738 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7739 #endif
7740
7741 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7742 void normalize_rt_tasks(void)
7743 {
7744         struct task_struct *g, *p;
7745         struct sched_attr attr = {
7746                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7747         };
7748
7749         read_lock(&tasklist_lock);
7750         for_each_process_thread(g, p) {
7751                 /*
7752                  * Only normalize user tasks:
7753                  */
7754                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7755                         continue;
7756
7757                 p->se.exec_start = 0;
7758                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7759                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7760                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7761
7762                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7763                         /*
7764                          * Renice negative nice level userspace
7765                          * tasks back to 0:
7766                          */
7767                         if (task_nice(p) < 0)
7768                                 set_user_nice(p, 0);
7769                         continue;
7770                 }
7771
7772                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7773         }
7774         read_unlock(&tasklist_lock);
7775 }
7776
7777 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7778
7779 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7780 /*
7781  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7782  *
7783  * They can only be called when the whole system has been
7784  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7785  * activity can take place. Using them for anything else would
7786  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7787  * under any other configuration.
7788  */
7789
7790 /**
7791  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7792  * @cpu: the processor in question.
7793  *
7794  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7795  *
7796  * Return: The current task for @cpu.
7797  */
7798 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7799 {
7800         return cpu_curr(cpu);
7801 }
7802
7803 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7804
7805 #ifdef CONFIG_IA64
7806 /**
7807  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7808  * @cpu: the processor in question.
7809  * @p: the task pointer to set.
7810  *
7811  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7812  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7813  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7814  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7815  * and caller must save the original value of the current task (see
7816  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7817  * re-starting the system.
7818  *
7819  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7820  */
7821 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7822 {
7823         cpu_curr(cpu) = p;
7824 }
7825
7826 #endif
7827
7828 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7829 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7830 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7831
7832 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7833 {
7834         free_fair_sched_group(tg);
7835         free_rt_sched_group(tg);
7836         autogroup_free(tg);
7837         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7838 }
7839
7840 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7841 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7842 {
7843         struct task_group *tg;
7844
7845         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7846         if (!tg)
7847                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7848
7849         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7850                 goto err;
7851
7852         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7853                 goto err;
7854
7855         return tg;
7856
7857 err:
7858         sched_free_group(tg);
7859         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7860 }
7861
7862 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7863 {
7864         unsigned long flags;
7865
7866         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7867         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7868
7869         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7870
7871         tg->parent = parent;
7872         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7873         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7874         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7875
7876         online_fair_sched_group(tg);
7877 }
7878
7879 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7880 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7881 {
7882         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7883         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7884 }
7885
7886 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7887 {
7888         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7889         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7890 }
7891
7892 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7893 {
7894         unsigned long flags;
7895
7896         /* end participation in shares distribution */
7897         unregister_fair_sched_group(tg);
7898
7899         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7900         list_del_rcu(&tg->list);
7901         list_del_rcu(&tg->siblings);
7902         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7903 }
7904
7905 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7906 {
7907         struct task_group *tg;
7908
7909         /*
7910          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7911          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7912          * to prevent lockdep warnings.
7913          */
7914         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7915                           struct task_group, css);
7916         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7917         tsk->sched_task_group = tg;
7918
7919 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7920         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7921                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7922         else
7923 #endif
7924                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7925 }
7926
7927 /*
7928  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7929  *
7930  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7931  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7932  * its new group.
7933  */
7934 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7935 {
7936         int queued, running;
7937         struct rq_flags rf;
7938         struct rq *rq;
7939
7940         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7941
7942         running = task_current(rq, tsk);
7943         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7944
7945         if (queued)
7946                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7947         if (unlikely(running))
7948                 put_prev_task(rq, tsk);
7949
7950         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7951
7952         if (unlikely(running))
7953                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7954         if (queued)
7955                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
7956
7957         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7958 }
7959 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7960
7961 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7962 /*
7963  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7964  */
7965 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7966
7967 /* Must be called with tasklist_lock held */
7968 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7969 {
7970         struct task_struct *g, *p;
7971
7972         /*
7973          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7974          */
7975         if (task_group_is_autogroup(tg))
7976                 return 0;
7977
7978         for_each_process_thread(g, p) {
7979                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7980                         return 1;
7981         }
7982
7983         return 0;
7984 }
7985
7986 struct rt_schedulable_data {
7987         struct task_group *tg;
7988         u64 rt_period;
7989         u64 rt_runtime;
7990 };
7991
7992 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7993 {
7994         struct rt_schedulable_data *d = data;
7995         struct task_group *child;
7996         unsigned long total, sum = 0;
7997         u64 period, runtime;
7998
7999         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8000         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8001
8002         if (tg == d->tg) {
8003                 period = d->rt_period;
8004                 runtime = d->rt_runtime;
8005         }
8006
8007         /*
8008          * Cannot have more runtime than the period.
8009          */
8010         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
8011                 return -EINVAL;
8012
8013         /*
8014          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
8015          */
8016         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
8017                 return -EBUSY;
8018
8019         total = to_ratio(period, runtime);
8020
8021         /*
8022          * Nobody can have more than the global setting allows.
8023          */
8024         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
8025                 return -EINVAL;
8026
8027         /*
8028          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
8029          */
8030         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
8031                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
8032                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
8033
8034                 if (child == d->tg) {
8035                         period = d->rt_period;
8036                         runtime = d->rt_runtime;
8037                 }
8038
8039                 sum += to_ratio(period, runtime);
8040         }
8041
8042         if (sum > total)
8043                 return -EINVAL;
8044
8045         return 0;
8046 }
8047
8048 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
8049 {
8050         int ret;
8051
8052         struct rt_schedulable_data data = {
8053                 .tg = tg,
8054                 .rt_period = period,
8055                 .rt_runtime = runtime,
8056         };
8057
8058         rcu_read_lock();
8059         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
8060         rcu_read_unlock();
8061
8062         return ret;
8063 }
8064
8065 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
8066                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
8067 {
8068         int i, err = 0;
8069
8070         /*
8071          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
8072          * kernel creating (and or operating) RT threads.
8073          */
8074         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
8075                 return -EINVAL;
8076
8077         /* No period doesn't make any sense. */
8078         if (rt_period == 0)
8079                 return -EINVAL;
8080
8081         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8082         read_lock(&tasklist_lock);
8083         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8084         if (err)
8085                 goto unlock;
8086
8087         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8088         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8089         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8090
8091         for_each_possible_cpu(i) {
8092                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8093
8094                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8095                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8096                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8097         }
8098         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8099 unlock:
8100         read_unlock(&tasklist_lock);
8101         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8102
8103         return err;
8104 }
8105
8106 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8107 {
8108         u64 rt_runtime, rt_period;
8109
8110         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8111         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8112         if (rt_runtime_us < 0)
8113                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8114
8115         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8116 }
8117
8118 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8119 {
8120         u64 rt_runtime_us;
8121
8122         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8123                 return -1;
8124
8125         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8126         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8127         return rt_runtime_us;
8128 }
8129
8130 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8131 {
8132         u64 rt_runtime, rt_period;
8133
8134         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8135         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8136
8137         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8138 }
8139
8140 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8141 {
8142         u64 rt_period_us;
8143
8144         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8145         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8146         return rt_period_us;
8147 }
8148 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8149
8150 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8151 static int sched_rt_global_constraints(void)
8152 {
8153         int ret = 0;
8154
8155         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8156         read_lock(&tasklist_lock);
8157         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8158         read_unlock(&tasklist_lock);
8159         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8160
8161         return ret;
8162 }
8163
8164 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8165 {
8166         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8167         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8168                 return 0;
8169
8170         return 1;
8171 }
8172
8173 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8174 static int sched_rt_global_constraints(void)
8175 {
8176         unsigned long flags;
8177         int i;
8178
8179         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8180         for_each_possible_cpu(i) {
8181                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8182
8183                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8184                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8185                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8186         }
8187         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8188
8189         return 0;
8190 }
8191 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8192
8193 static int sched_dl_global_validate(void)
8194 {
8195         u64 runtime = global_rt_runtime();
8196         u64 period = global_rt_period();
8197         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8198         struct dl_bw *dl_b;
8199         int cpu, ret = 0;
8200         unsigned long flags;
8201
8202         /*
8203          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8204          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8205          * any of the root_domains.
8206          *
8207          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8208          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8209          * solutions is welcome!
8210          */
8211         for_each_possible_cpu(cpu) {
8212                 rcu_read_lock_sched();
8213                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8214
8215                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8216                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8217                         ret = -EBUSY;
8218                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8219
8220                 rcu_read_unlock_sched();
8221
8222                 if (ret)
8223                         break;
8224         }
8225
8226         return ret;
8227 }
8228
8229 static void sched_dl_do_global(void)
8230 {
8231         u64 new_bw = -1;
8232         struct dl_bw *dl_b;
8233         int cpu;
8234         unsigned long flags;
8235
8236         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8237         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8238
8239         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8240                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8241
8242         /*
8243          * FIXME: As above...
8244          */
8245         for_each_possible_cpu(cpu) {
8246                 rcu_read_lock_sched();
8247                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8248
8249                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8250                 dl_b->bw = new_bw;
8251                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8252
8253                 rcu_read_unlock_sched();
8254         }
8255 }
8256
8257 static int sched_rt_global_validate(void)
8258 {
8259         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8260                 return -EINVAL;
8261
8262         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8263                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8264                 return -EINVAL;
8265
8266         return 0;
8267 }
8268
8269 static void sched_rt_do_global(void)
8270 {
8271         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8272         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8273 }
8274
8275 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8276                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8277                 loff_t *ppos)
8278 {
8279         int old_period, old_runtime;
8280         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8281         int ret;
8282
8283         mutex_lock(&mutex);
8284         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8285         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8286
8287         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8288
8289         if (!ret && write) {
8290                 ret = sched_rt_global_validate();
8291                 if (ret)
8292                         goto undo;
8293
8294                 ret = sched_dl_global_validate();
8295                 if (ret)
8296                         goto undo;
8297
8298                 ret = sched_rt_global_constraints();
8299                 if (ret)
8300                         goto undo;
8301
8302                 sched_rt_do_global();
8303                 sched_dl_do_global();
8304         }
8305         if (0) {
8306 undo:
8307                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8308                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8309         }
8310         mutex_unlock(&mutex);
8311
8312         return ret;
8313 }
8314
8315 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8316                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8317                 loff_t *ppos)
8318 {
8319         int ret;
8320         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8321
8322         mutex_lock(&mutex);
8323         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8324         /* make sure that internally we keep jiffies */
8325         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8326         if (!ret && write) {
8327                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8328                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8329         }
8330         mutex_unlock(&mutex);
8331         return ret;
8332 }
8333
8334 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8335
8336 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8337 {
8338         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8339 }
8340
8341 static struct cgroup_subsys_state *
8342 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8343 {
8344         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8345         struct task_group *tg;
8346
8347         if (!parent) {
8348                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8349                 return &root_task_group.css;
8350         }
8351
8352         tg = sched_create_group(parent);
8353         if (IS_ERR(tg))
8354                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8355
8356         sched_online_group(tg, parent);
8357
8358         return &tg->css;
8359 }
8360
8361 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8362 {
8363         struct task_group *tg = css_tg(css);
8364
8365         sched_offline_group(tg);
8366 }
8367
8368 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8369 {
8370         struct task_group *tg = css_tg(css);
8371
8372         /*
8373          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8374          */
8375         sched_free_group(tg);
8376 }
8377
8378 /*
8379  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8380  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8381  */
8382 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8383 {
8384         struct rq_flags rf;
8385         struct rq *rq;
8386
8387         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8388
8389         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8390
8391         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8392 }
8393
8394 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8395 {
8396         struct task_struct *task;
8397         struct cgroup_subsys_state *css;
8398         int ret = 0;
8399
8400         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8401 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8402                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8403                         return -EINVAL;
8404 #else
8405                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8406                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8407                         return -EINVAL;
8408 #endif
8409                 /*
8410                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8411                  * running, we're sure to observe its full state.
8412                  */
8413                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8414                 /*
8415                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8416                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8417                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8418                  */
8419                 if (task->state == TASK_NEW)
8420                         ret = -EINVAL;
8421                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8422
8423                 if (ret)
8424                         break;
8425         }
8426         return ret;
8427 }
8428
8429 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8430 {
8431         struct task_struct *task;
8432         struct cgroup_subsys_state *css;
8433
8434         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8435                 sched_move_task(task);
8436 }
8437
8438 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8439 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8440                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8441 {
8442         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8443 }
8444
8445 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8446                                struct cftype *cft)
8447 {
8448         struct task_group *tg = css_tg(css);
8449
8450         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8451 }
8452
8453 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8454 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8455
8456 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8457 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8458
8459 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8460
8461 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8462 {
8463         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8464         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8465
8466         if (tg == &root_task_group)
8467                 return -EINVAL;
8468
8469         /*
8470          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8471          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8472          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8473          */
8474         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8475                 return -EINVAL;
8476
8477         /*
8478          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8479          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8480          * feasibility.
8481          */
8482         if (period > max_cfs_quota_period)
8483                 return -EINVAL;
8484
8485         /*
8486          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8487          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8488          */
8489         get_online_cpus();
8490         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8491         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8492         if (ret)
8493                 goto out_unlock;
8494
8495         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8496         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8497         /*
8498          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8499          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8500          */
8501         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8502                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8503         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8504         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8505         cfs_b->quota = quota;
8506
8507         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8508         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8509         if (runtime_enabled)
8510                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8511         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8512
8513         for_each_online_cpu(i) {
8514                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8515                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8516
8517                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8518                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8519                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8520
8521                 if (cfs_rq->throttled)
8522                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8523                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8524         }
8525         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8526                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8527 out_unlock:
8528         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8529         put_online_cpus();
8530
8531         return ret;
8532 }
8533
8534 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8535 {
8536         u64 quota, period;
8537
8538         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8539         if (cfs_quota_us < 0)
8540                 quota = RUNTIME_INF;
8541         else
8542                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8543
8544         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8545 }
8546
8547 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8548 {
8549         u64 quota_us;
8550
8551         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8552                 return -1;
8553
8554         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8555         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8556
8557         return quota_us;
8558 }
8559
8560 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8561 {
8562         u64 quota, period;
8563
8564         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8565         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8566
8567         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8568 }
8569
8570 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8571 {
8572         u64 cfs_period_us;
8573
8574         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8575         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8576
8577         return cfs_period_us;
8578 }
8579
8580 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8581                                   struct cftype *cft)
8582 {
8583         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8584 }
8585
8586 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8587                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8588 {
8589         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8590 }
8591
8592 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8593                                    struct cftype *cft)
8594 {
8595         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8596 }
8597
8598 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8599                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8600 {
8601         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8602 }
8603
8604 struct cfs_schedulable_data {
8605         struct task_group *tg;
8606         u64 period, quota;
8607 };
8608
8609 /*
8610  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8611  * note: units are usecs
8612  */
8613 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8614                                struct cfs_schedulable_data *d)
8615 {
8616         u64 quota, period;
8617
8618         if (tg == d->tg) {
8619                 period = d->period;
8620                 quota = d->quota;
8621         } else {
8622                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8623                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8624         }
8625
8626         /* note: these should typically be equivalent */
8627         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8628                 return RUNTIME_INF;
8629
8630         return to_ratio(period, quota);
8631 }
8632
8633 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8634 {
8635         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8636         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8637         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8638
8639         if (!tg->parent) {
8640                 quota = RUNTIME_INF;
8641         } else {
8642                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8643
8644                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8645                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8646
8647                 /*
8648                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8649                  * limit is set
8650                  */
8651                 if (quota == RUNTIME_INF)
8652                         quota = parent_quota;
8653                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8654                         return -EINVAL;
8655         }
8656         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8657
8658         return 0;
8659 }
8660
8661 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8662 {
8663         int ret;
8664         struct cfs_schedulable_data data = {
8665                 .tg = tg,
8666                 .period = period,
8667                 .quota = quota,
8668         };
8669
8670         if (quota != RUNTIME_INF) {
8671                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8672                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8673         }
8674
8675         rcu_read_lock();
8676         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8677         rcu_read_unlock();
8678
8679         return ret;
8680 }
8681
8682 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8683 {
8684         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8685         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8686
8687         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8688         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8689         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8690
8691         return 0;
8692 }
8693 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8694 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8695
8696 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8697 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8698                                 struct cftype *cft, s64 val)
8699 {
8700         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8701 }
8702
8703 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8704                                struct cftype *cft)
8705 {
8706         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8707 }
8708
8709 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8710                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8711 {
8712         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8713 }
8714
8715 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8716                                    struct cftype *cft)
8717 {
8718         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8719 }
8720 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8721
8722 static struct cftype cpu_files[] = {
8723 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8724         {
8725                 .name = "shares",
8726                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8727                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8728         },
8729 #endif
8730 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8731         {
8732                 .name = "cfs_quota_us",
8733                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8734                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8735         },
8736         {
8737                 .name = "cfs_period_us",
8738                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8739                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8740         },
8741         {
8742                 .name = "stat",
8743                 .seq_show = cpu_stats_show,
8744         },
8745 #endif
8746 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8747         {
8748                 .name = "rt_runtime_us",
8749                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8750                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8751         },
8752         {
8753                 .name = "rt_period_us",
8754                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8755                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8756         },
8757 #endif
8758         { }     /* terminate */
8759 };
8760
8761 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8762         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8763         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8764         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8765         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8766         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8767         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8768         .legacy_cftypes = cpu_files,
8769         .early_init     = true,
8770 };
8771
8772 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8773
8774 void dump_cpu_task(int cpu)
8775 {
8776         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8777         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8778 }
8779
8780 /*
8781  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8782  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8783  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8784  * that remained on nice 0.
8785  *
8786  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8787  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8788  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8789  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8790  * the relative distance between them is ~25%.)
8791  */
8792 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8793  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8794  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8795  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8796  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8797  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8798  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8799  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8800  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8801 };
8802
8803 /*
8804  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8805  *
8806  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8807  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8808  * into multiplications:
8809  */
8810 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8811  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8812  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8813  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8814  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8815  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8816  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8817  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8818  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8819 };