c5f020c601b28094e8a2f1c5d74f1a01f9710468
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/kasan.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/context_tracking.h>
75 #include <linux/compiler.h>
76 #include <linux/frame.h>
77 #include <linux/prefetch.h>
78
79 #include <asm/switch_to.h>
80 #include <asm/tlb.h>
81 #include <asm/irq_regs.h>
82 #include <asm/mutex.h>
83 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
84 #include <asm/paravirt.h>
85 #endif
86
87 #include "sched.h"
88 #include "../workqueue_internal.h"
89 #include "../smpboot.h"
90
91 #define CREATE_TRACE_POINTS
92 #include <trace/events/sched.h>
93
94 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
95 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
96
97 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
98
99 void update_rq_clock(struct rq *rq)
100 {
101         s64 delta;
102
103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
104
105         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
106                 return;
107
108         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
109         if (delta < 0)
110                 return;
111         rq->clock += delta;
112         update_rq_clock_task(rq, delta);
113 }
114
115 /*
116  * Debugging: various feature bits
117  */
118
119 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
120         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
121
122 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
123 #include "features.h"
124         0;
125
126 #undef SCHED_FEAT
127
128 /*
129  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
130  * Limited because this is done with IRQs disabled.
131  */
132 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
133
134 /*
135  * period over which we average the RT time consumption, measured
136  * in ms.
137  *
138  * default: 1s
139  */
140 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
141
142 /*
143  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
144  * default: 1s
145  */
146 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
147
148 __read_mostly int scheduler_running;
149
150 /*
151  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
152  * default: 0.95s
153  */
154 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
155
156 /* cpus with isolated domains */
157 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
158
159 /*
160  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
161  */
162 static struct rq *this_rq_lock(void)
163         __acquires(rq->lock)
164 {
165         struct rq *rq;
166
167         local_irq_disable();
168         rq = this_rq();
169         raw_spin_lock(&rq->lock);
170
171         return rq;
172 }
173
174 /*
175  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
176  */
177 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
178         __acquires(rq->lock)
179 {
180         struct rq *rq;
181
182         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
183
184         for (;;) {
185                 rq = task_rq(p);
186                 raw_spin_lock(&rq->lock);
187                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
188                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
189                         return rq;
190                 }
191                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
192
193                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
194                         cpu_relax();
195         }
196 }
197
198 /*
199  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
200  */
201 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
202         __acquires(p->pi_lock)
203         __acquires(rq->lock)
204 {
205         struct rq *rq;
206
207         for (;;) {
208                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
209                 rq = task_rq(p);
210                 raw_spin_lock(&rq->lock);
211                 /*
212                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
213                  *
214                  *      ACQUIRE (rq->lock)
215                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
216                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
217                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
218                  *                                      [L] ->on_rq
219                  *      RELEASE (rq->lock)
220                  *
221                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
222                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
223                  *
224                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
225                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
226                  */
227                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
228                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
229                         return rq;
230                 }
231                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
233
234                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
235                         cpu_relax();
236         }
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
240 /*
241  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
242  */
243
244 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
245 {
246         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
247                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
248 }
249
250 /*
251  * High-resolution timer tick.
252  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
253  */
254 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
255 {
256         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
257
258         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
259
260         raw_spin_lock(&rq->lock);
261         update_rq_clock(rq);
262         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
263         raw_spin_unlock(&rq->lock);
264
265         return HRTIMER_NORESTART;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_SMP
269
270 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
271 {
272         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
273
274         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
275 }
276
277 /*
278  * called from hardirq (IPI) context
279  */
280 static void __hrtick_start(void *arg)
281 {
282         struct rq *rq = arg;
283
284         raw_spin_lock(&rq->lock);
285         __hrtick_restart(rq);
286         rq->hrtick_csd_pending = 0;
287         raw_spin_unlock(&rq->lock);
288 }
289
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
298         ktime_t time;
299         s64 delta;
300
301         /*
302          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
303          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
304          */
305         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
306         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
307
308         hrtimer_set_expires(timer, time);
309
310         if (rq == this_rq()) {
311                 __hrtick_restart(rq);
312         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
313                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
314                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
315         }
316 }
317
318 #else
319 /*
320  * Called to set the hrtick timer state.
321  *
322  * called with rq->lock held and irqs disabled
323  */
324 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
325 {
326         /*
327          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
328          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
329          */
330         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
331         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
332                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
333 }
334 #endif /* CONFIG_SMP */
335
336 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
337 {
338 #ifdef CONFIG_SMP
339         rq->hrtick_csd_pending = 0;
340
341         rq->hrtick_csd.flags = 0;
342         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
343         rq->hrtick_csd.info = rq;
344 #endif
345
346         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
347         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
348 }
349 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
350 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
351 {
352 }
353
354 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
355 {
356 }
357 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
358
359 /*
360  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
361  */
362 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
363         ({                                                              \
364                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
365                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
366                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
367                                                                         \
368                 for (;;) {                                              \
369                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
370                         if (_old == _val)                               \
371                                 break;                                  \
372                         _val = _old;                                    \
373                 }                                                       \
374         _old;                                                           \
375 })
376
377 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
378 /*
379  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
380  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
381  * spurious IPIs.
382  */
383 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
387 }
388
389 /*
390  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
391  *
392  * If this returns true, then the idle task promises to call
393  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
394  */
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
398         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
399
400         for (;;) {
401                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
402                         return false;
403                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
404                         return true;
405                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
406                 if (old == val)
407                         break;
408                 val = old;
409         }
410         return true;
411 }
412
413 #else
414 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
415 {
416         set_tsk_need_resched(p);
417         return true;
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         return false;
424 }
425 #endif
426 #endif
427
428 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
429 {
430         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
431
432         /*
433          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
434          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
435          * wakeup due to that.
436          *
437          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
438          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
439          */
440         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
441                 return;
442
443         get_task_struct(task);
444
445         /*
446          * The head is context local, there can be no concurrency.
447          */
448         *head->lastp = node;
449         head->lastp = &node->next;
450 }
451
452 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
453 {
454         struct wake_q_node *node = head->first;
455
456         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
457                 struct task_struct *task;
458
459                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
460                 BUG_ON(!task);
461                 /* task can safely be re-inserted now */
462                 node = node->next;
463                 task->wake_q.next = NULL;
464
465                 /*
466                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
467                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
468                  */
469                 wake_up_process(task);
470                 put_task_struct(task);
471         }
472 }
473
474 /*
475  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
476  *
477  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
478  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
479  * the target CPU.
480  */
481 void resched_curr(struct rq *rq)
482 {
483         struct task_struct *curr = rq->curr;
484         int cpu;
485
486         lockdep_assert_held(&rq->lock);
487
488         if (test_tsk_need_resched(curr))
489                 return;
490
491         cpu = cpu_of(rq);
492
493         if (cpu == smp_processor_id()) {
494                 set_tsk_need_resched(curr);
495                 set_preempt_need_resched();
496                 return;
497         }
498
499         if (set_nr_and_not_polling(curr))
500                 smp_send_reschedule(cpu);
501         else
502                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
503 }
504
505 void resched_cpu(int cpu)
506 {
507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
508         unsigned long flags;
509
510         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
511                 return;
512         resched_curr(rq);
513         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_SMP
517 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
518 /*
519  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
520  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
521  *
522  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
523  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
524  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
525  */
526 int get_nohz_timer_target(void)
527 {
528         int i, cpu = smp_processor_id();
529         struct sched_domain *sd;
530
531         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
532                 return cpu;
533
534         rcu_read_lock();
535         for_each_domain(cpu, sd) {
536                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
537                         if (cpu == i)
538                                 continue;
539
540                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
541                                 cpu = i;
542                                 goto unlock;
543                         }
544                 }
545         }
546
547         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
548                 cpu = housekeeping_any_cpu();
549 unlock:
550         rcu_read_unlock();
551         return cpu;
552 }
553 /*
554  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
555  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
556  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
557  * idle system the next event might even be infinite time into the
558  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
559  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
560  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
561  * wheel for the next timer event.
562  */
563 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
564 {
565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
566
567         if (cpu == smp_processor_id())
568                 return;
569
570         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
571                 smp_send_reschedule(cpu);
572         else
573                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
574 }
575
576 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         /*
579          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
580          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
581          * If needed we can still optimize that later with an
582          * empty IRQ.
583          */
584         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
585                 if (cpu != smp_processor_id() ||
586                     tick_nohz_tick_stopped())
587                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
588                 return true;
589         }
590
591         return false;
592 }
593
594 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
595 {
596         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
597                 wake_up_idle_cpu(cpu);
598 }
599
600 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
601 {
602         int cpu = smp_processor_id();
603
604         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
605                 return false;
606
607         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
608                 return true;
609
610         /*
611          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
612          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
613          */
614         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
615         return false;
616 }
617
618 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         return false;
623 }
624
625 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
626
627 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
628 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
629 {
630         int fifo_nr_running;
631
632         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
633         if (rq->dl.dl_nr_running)
634                 return false;
635
636         /*
637          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
638          * actual RR behaviour.
639          */
640         if (rq->rt.rr_nr_running) {
641                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
642                         return true;
643                 else
644                         return false;
645         }
646
647         /*
648          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
649          * forced preemption between FIFO tasks.
650          */
651         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
652         if (fifo_nr_running)
653                 return true;
654
655         /*
656          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
657          * if there's more than one we need the tick for involuntary
658          * preemption.
659          */
660         if (rq->nr_running > 1)
661                 return false;
662
663         return true;
664 }
665 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
666
667 void sched_avg_update(struct rq *rq)
668 {
669         s64 period = sched_avg_period();
670
671         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
672                 /*
673                  * Inline assembly required to prevent the compiler
674                  * optimising this loop into a divmod call.
675                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
676                  */
677                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
678                 rq->age_stamp += period;
679                 rq->rt_avg /= 2;
680         }
681 }
682
683 #endif /* CONFIG_SMP */
684
685 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
686                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
687 /*
688  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
689  * node and @up when leaving it for the final time.
690  *
691  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
692  */
693 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
694                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
695 {
696         struct task_group *parent, *child;
697         int ret;
698
699         parent = from;
700
701 down:
702         ret = (*down)(parent, data);
703         if (ret)
704                 goto out;
705         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
706                 parent = child;
707                 goto down;
708
709 up:
710                 continue;
711         }
712         ret = (*up)(parent, data);
713         if (ret || parent == from)
714                 goto out;
715
716         child = parent;
717         parent = parent->parent;
718         if (parent)
719                 goto up;
720 out:
721         return ret;
722 }
723
724 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
725 {
726         return 0;
727 }
728 #endif
729
730 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
731 {
732         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
733         struct load_weight *load = &p->se.load;
734
735         /*
736          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
737          */
738         if (idle_policy(p->policy)) {
739                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
740                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
741                 return;
742         }
743
744         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
745         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
746 }
747
748 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
749 {
750         update_rq_clock(rq);
751         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
752                 sched_info_queued(rq, p);
753         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
754 }
755
756 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
757 {
758         update_rq_clock(rq);
759         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
760                 sched_info_dequeued(rq, p);
761         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
762 }
763
764 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
765 {
766         if (task_contributes_to_load(p))
767                 rq->nr_uninterruptible--;
768
769         enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         if (task_contributes_to_load(p))
775                 rq->nr_uninterruptible++;
776
777         dequeue_task(rq, p, flags);
778 }
779
780 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
781 {
782 /*
783  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
784  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
785  */
786 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
787         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
788 #endif
789 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
790         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
791
792         /*
793          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
794          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
795          * {soft,}irq region.
796          *
797          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
798          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
799          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
800          * monotonic.
801          *
802          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
803          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
804          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
805          * atomic ops.
806          */
807         if (irq_delta > delta)
808                 irq_delta = delta;
809
810         rq->prev_irq_time += irq_delta;
811         delta -= irq_delta;
812 #endif
813 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
814         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
815                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
816                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
817
818                 if (unlikely(steal > delta))
819                         steal = delta;
820
821                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
822                 delta -= steal;
823         }
824 #endif
825
826         rq->clock_task += delta;
827
828 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
829         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
830                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
831 #endif
832 }
833
834 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
835 {
836         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
837         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
838
839         if (stop) {
840                 /*
841                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
842                  * userspace knows about and won't get confused about.
843                  *
844                  * Also, it will make PI more or less work without too
845                  * much confusion -- but then, stop work should not
846                  * rely on PI working anyway.
847                  */
848                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
849
850                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
851         }
852
853         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
854
855         if (old_stop) {
856                 /*
857                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
858                  * it can die in pieces.
859                  */
860                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
861         }
862 }
863
864 /*
865  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
866  */
867 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
868 {
869         return p->static_prio;
870 }
871
872 /*
873  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
874  * without taking RT-inheritance into account. Might be
875  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
876  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
877  * estimator recalculates.
878  */
879 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
880 {
881         int prio;
882
883         if (task_has_dl_policy(p))
884                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
885         else if (task_has_rt_policy(p))
886                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
887         else
888                 prio = __normal_prio(p);
889         return prio;
890 }
891
892 /*
893  * Calculate the current priority, i.e. the priority
894  * taken into account by the scheduler. This value might
895  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
896  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
897  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
898  */
899 static int effective_prio(struct task_struct *p)
900 {
901         p->normal_prio = normal_prio(p);
902         /*
903          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
904          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
905          * to the normal priority:
906          */
907         if (!rt_prio(p->prio))
908                 return p->normal_prio;
909         return p->prio;
910 }
911
912 /**
913  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
914  * @p: the task in question.
915  *
916  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
917  */
918 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
919 {
920         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
921 }
922
923 /*
924  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
925  * use the balance_callback list if you want balancing.
926  *
927  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
928  * balance_callback().
929  */
930 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
931                                        const struct sched_class *prev_class,
932                                        int oldprio)
933 {
934         if (prev_class != p->sched_class) {
935                 if (prev_class->switched_from)
936                         prev_class->switched_from(rq, p);
937
938                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
939         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
940                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
941 }
942
943 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
944 {
945         const struct sched_class *class;
946
947         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
948                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
949         } else {
950                 for_each_class(class) {
951                         if (class == rq->curr->sched_class)
952                                 break;
953                         if (class == p->sched_class) {
954                                 resched_curr(rq);
955                                 break;
956                         }
957                 }
958         }
959
960         /*
961          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
962          * this case, we can save a useless back to back clock update.
963          */
964         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
965                 rq_clock_skip_update(rq, true);
966 }
967
968 #ifdef CONFIG_SMP
969 /*
970  * This is how migration works:
971  *
972  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
973  *    stop_one_cpu().
974  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
975  *    off the CPU)
976  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
977  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
978  *    it and puts it into the right queue.
979  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
980  *    is done.
981  */
982
983 /*
984  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
985  *
986  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
987  */
988 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
989 {
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
993         dequeue_task(rq, p, 0);
994         set_task_cpu(p, new_cpu);
995         raw_spin_unlock(&rq->lock);
996
997         rq = cpu_rq(new_cpu);
998
999         raw_spin_lock(&rq->lock);
1000         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1001         enqueue_task(rq, p, 0);
1002         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1003         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1004
1005         return rq;
1006 }
1007
1008 struct migration_arg {
1009         struct task_struct *task;
1010         int dest_cpu;
1011 };
1012
1013 /*
1014  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1015  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1016  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1017  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1018  *
1019  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1020  * as the task is no longer on this CPU.
1021  */
1022 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1023 {
1024         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1025                 return rq;
1026
1027         /* Affinity changed (again). */
1028         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1029                 return rq;
1030
1031         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1032
1033         return rq;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1038  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1039  * 'pushing' onto another runqueue.
1040  */
1041 static int migration_cpu_stop(void *data)
1042 {
1043         struct migration_arg *arg = data;
1044         struct task_struct *p = arg->task;
1045         struct rq *rq = this_rq();
1046
1047         /*
1048          * The original target cpu might have gone down and we might
1049          * be on another cpu but it doesn't matter.
1050          */
1051         local_irq_disable();
1052         /*
1053          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1054          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1055          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1056          */
1057         sched_ttwu_pending();
1058
1059         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1060         raw_spin_lock(&rq->lock);
1061         /*
1062          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1063          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1064          * we're holding p->pi_lock.
1065          */
1066         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1067                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1068         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1069         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1070
1071         local_irq_enable();
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1077  * actually call this function.
1078  */
1079 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1080 {
1081         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1082         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1083 }
1084
1085 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1086 {
1087         struct rq *rq = task_rq(p);
1088         bool queued, running;
1089
1090         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1091
1092         queued = task_on_rq_queued(p);
1093         running = task_current(rq, p);
1094
1095         if (queued) {
1096                 /*
1097                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1098                  * holding rq->lock.
1099                  */
1100                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1101                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1102         }
1103         if (running)
1104                 put_prev_task(rq, p);
1105
1106         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1107
1108         if (running)
1109                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1110         if (queued)
1111                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1116  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1117  * is removed from the allowed bitmask.
1118  *
1119  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1120  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1121  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1122  */
1123 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1124                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1125 {
1126         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1127         unsigned int dest_cpu;
1128         struct rq_flags rf;
1129         struct rq *rq;
1130         int ret = 0;
1131
1132         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1133
1134         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1135                 /*
1136                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1137                  */
1138                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1139         }
1140
1141         /*
1142          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1143          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1144          */
1145         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1146                 ret = -EINVAL;
1147                 goto out;
1148         }
1149
1150         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1151                 goto out;
1152
1153         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1154                 ret = -EINVAL;
1155                 goto out;
1156         }
1157
1158         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1159
1160         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1161                 /*
1162                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1163                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1164                  */
1165                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1166                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1167                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1168         }
1169
1170         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1171         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1172                 goto out;
1173
1174         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1175         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1176                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1177                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1178                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1179                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1180                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1181                 return 0;
1182         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1183                 /*
1184                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1185                  * afterwards anyway.
1186                  */
1187                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1188                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1189                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1190         }
1191 out:
1192         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1193
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1198 {
1199         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1200 }
1201 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1202
1203 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1204 {
1205 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1206         /*
1207          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1208          * ttwu() will sort out the placement.
1209          */
1210         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1211                         !p->on_rq);
1212
1213         /*
1214          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1215          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1216          * time relying on p->on_rq.
1217          */
1218         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1219                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1220                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1221
1222 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1223         /*
1224          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1225          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1226          *
1227          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1228          * see task_group().
1229          *
1230          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1231          * task_rq_lock().
1232          */
1233         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1234                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1235 #endif
1236 #endif
1237
1238         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1239
1240         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1241                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1242                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1243                 p->se.nr_migrations++;
1244                 perf_event_task_migrate(p);
1245         }
1246
1247         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1248 }
1249
1250 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1251 {
1252         if (task_on_rq_queued(p)) {
1253                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1254
1255                 src_rq = task_rq(p);
1256                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1257
1258                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1259                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1260                 set_task_cpu(p, cpu);
1261                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1262                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1263                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1264         } else {
1265                 /*
1266                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1267                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1268                  * previous cpu our target instead of where it really is.
1269                  */
1270                 p->wake_cpu = cpu;
1271         }
1272 }
1273
1274 struct migration_swap_arg {
1275         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1276         int src_cpu, dst_cpu;
1277 };
1278
1279 static int migrate_swap_stop(void *data)
1280 {
1281         struct migration_swap_arg *arg = data;
1282         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1283         int ret = -EAGAIN;
1284
1285         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1286                 return -EAGAIN;
1287
1288         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1289         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1290
1291         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1292                         &arg->dst_task->pi_lock);
1293         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1294
1295         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1296                 goto unlock;
1297
1298         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1299                 goto unlock;
1300
1301         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1302                 goto unlock;
1303
1304         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1305                 goto unlock;
1306
1307         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1308         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1309
1310         ret = 0;
1311
1312 unlock:
1313         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1314         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1315         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1316
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 /*
1321  * Cross migrate two tasks
1322  */
1323 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1324 {
1325         struct migration_swap_arg arg;
1326         int ret = -EINVAL;
1327
1328         arg = (struct migration_swap_arg){
1329                 .src_task = cur,
1330                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1331                 .dst_task = p,
1332                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1333         };
1334
1335         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1336                 goto out;
1337
1338         /*
1339          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1340          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1341          */
1342         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1343                 goto out;
1344
1345         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1346                 goto out;
1347
1348         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1349                 goto out;
1350
1351         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1352         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1353
1354 out:
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 /*
1359  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1360  *
1361  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1362  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1363  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1364  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1365  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1366  * @p has remained unscheduled the whole time.
1367  *
1368  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1369  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1370  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1371  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1372  * waiting to become inactive.
1373  */
1374 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1375 {
1376         int running, queued;
1377         struct rq_flags rf;
1378         unsigned long ncsw;
1379         struct rq *rq;
1380
1381         for (;;) {
1382                 /*
1383                  * We do the initial early heuristics without holding
1384                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1385                  * the runqueue lock when things look like they will
1386                  * work out!
1387                  */
1388                 rq = task_rq(p);
1389
1390                 /*
1391                  * If the task is actively running on another CPU
1392                  * still, just relax and busy-wait without holding
1393                  * any locks.
1394                  *
1395                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1396                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1397                  * But we don't care, since "task_running()" will
1398                  * return false if the runqueue has changed and p
1399                  * is actually now running somewhere else!
1400                  */
1401                 while (task_running(rq, p)) {
1402                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1403                                 return 0;
1404                         cpu_relax();
1405                 }
1406
1407                 /*
1408                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1409                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1410                  * just go back and repeat.
1411                  */
1412                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1413                 trace_sched_wait_task(p);
1414                 running = task_running(rq, p);
1415                 queued = task_on_rq_queued(p);
1416                 ncsw = 0;
1417                 if (!match_state || p->state == match_state)
1418                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1419                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1420
1421                 /*
1422                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1423                  */
1424                 if (unlikely(!ncsw))
1425                         break;
1426
1427                 /*
1428                  * Was it really running after all now that we
1429                  * checked with the proper locks actually held?
1430                  *
1431                  * Oops. Go back and try again..
1432                  */
1433                 if (unlikely(running)) {
1434                         cpu_relax();
1435                         continue;
1436                 }
1437
1438                 /*
1439                  * It's not enough that it's not actively running,
1440                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1441                  * preempted!
1442                  *
1443                  * So if it was still runnable (but just not actively
1444                  * running right now), it's preempted, and we should
1445                  * yield - it could be a while.
1446                  */
1447                 if (unlikely(queued)) {
1448                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1449
1450                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1451                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1452                         continue;
1453                 }
1454
1455                 /*
1456                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1457                  * runnable, which means that it will never become
1458                  * running in the future either. We're all done!
1459                  */
1460                 break;
1461         }
1462
1463         return ncsw;
1464 }
1465
1466 /***
1467  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1468  * @p: the to-be-kicked thread
1469  *
1470  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1471  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1472  *
1473  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1474  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1475  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1476  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1477  * achieved as well.
1478  */
1479 void kick_process(struct task_struct *p)
1480 {
1481         int cpu;
1482
1483         preempt_disable();
1484         cpu = task_cpu(p);
1485         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1486                 smp_send_reschedule(cpu);
1487         preempt_enable();
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1490
1491 /*
1492  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1493  *
1494  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1495  *
1496  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1497  *
1498  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1499  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1500  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1501  *    see it.
1502  *
1503  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1504  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1505  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1506  *    off.
1507  *
1508  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1509  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1510  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1511  * to satisfy the above rules.
1512  */
1513 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1514 {
1515         int nid = cpu_to_node(cpu);
1516         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1517         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1518         int dest_cpu;
1519
1520         /*
1521          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1522          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1523          * select the cpu on the other node.
1524          */
1525         if (nid != -1) {
1526                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1527
1528                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1529                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1530                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1531                                 continue;
1532                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1533                                 return dest_cpu;
1534                 }
1535         }
1536
1537         for (;;) {
1538                 /* Any allowed, online CPU? */
1539                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1540                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1541                                 continue;
1542                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1543                                 continue;
1544                         goto out;
1545                 }
1546
1547                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1548                 switch (state) {
1549                 case cpuset:
1550                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1551                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1552                                 state = possible;
1553                                 break;
1554                         }
1555                         /* fall-through */
1556                 case possible:
1557                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1558                         state = fail;
1559                         break;
1560
1561                 case fail:
1562                         BUG();
1563                         break;
1564                 }
1565         }
1566
1567 out:
1568         if (state != cpuset) {
1569                 /*
1570                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1571                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1572                  * leave kernel.
1573                  */
1574                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1575                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1576                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1577                 }
1578         }
1579
1580         return dest_cpu;
1581 }
1582
1583 /*
1584  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1585  */
1586 static inline
1587 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1588 {
1589         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1590
1591         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1592                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1593         else
1594                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1595
1596         /*
1597          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1598          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1599          * cpu.
1600          *
1601          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1602          *
1603          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1604          *   not worry about this generic constraint ]
1605          */
1606         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1607                      !cpu_online(cpu)))
1608                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1609
1610         return cpu;
1611 }
1612
1613 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1614 {
1615         s64 diff = sample - *avg;
1616         *avg += diff >> 3;
1617 }
1618
1619 #else
1620
1621 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1622                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1623 {
1624         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1625 }
1626
1627 #endif /* CONFIG_SMP */
1628
1629 static void
1630 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1631 {
1632         struct rq *rq;
1633
1634         if (!schedstat_enabled())
1635                 return;
1636
1637         rq = this_rq();
1638
1639 #ifdef CONFIG_SMP
1640         if (cpu == rq->cpu) {
1641                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1642                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1643         } else {
1644                 struct sched_domain *sd;
1645
1646                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1647                 rcu_read_lock();
1648                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1649                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1650                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1651                                 break;
1652                         }
1653                 }
1654                 rcu_read_unlock();
1655         }
1656
1657         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1658                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1659 #endif /* CONFIG_SMP */
1660
1661         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1662         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1663
1664         if (wake_flags & WF_SYNC)
1665                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1666 }
1667
1668 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1669 {
1670         activate_task(rq, p, en_flags);
1671         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1672
1673         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1674         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1675                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1680  */
1681 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1682                            struct pin_cookie cookie)
1683 {
1684         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1685         p->state = TASK_RUNNING;
1686         trace_sched_wakeup(p);
1687
1688 #ifdef CONFIG_SMP
1689         if (p->sched_class->task_woken) {
1690                 /*
1691                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1692                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1693                  */
1694                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1695                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1696                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1697         }
1698
1699         if (rq->idle_stamp) {
1700                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1701                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1702
1703                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1704
1705                 if (rq->avg_idle > max)
1706                         rq->avg_idle = max;
1707
1708                 rq->idle_stamp = 0;
1709         }
1710 #endif
1711 }
1712
1713 static void
1714 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1715                  struct pin_cookie cookie)
1716 {
1717         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1718
1719         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1720
1721 #ifdef CONFIG_SMP
1722         if (p->sched_contributes_to_load)
1723                 rq->nr_uninterruptible--;
1724
1725         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1726                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1727 #endif
1728
1729         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1730         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, cookie);
1731 }
1732
1733 /*
1734  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1735  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1736  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1737  * the task is still ->on_rq.
1738  */
1739 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1740 {
1741         struct rq_flags rf;
1742         struct rq *rq;
1743         int ret = 0;
1744
1745         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1746         if (task_on_rq_queued(p)) {
1747                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1748                 update_rq_clock(rq);
1749                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf.cookie);
1750                 ret = 1;
1751         }
1752         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1753
1754         return ret;
1755 }
1756
1757 #ifdef CONFIG_SMP
1758 void sched_ttwu_pending(void)
1759 {
1760         struct rq *rq = this_rq();
1761         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1762         struct pin_cookie cookie;
1763         struct task_struct *p;
1764         unsigned long flags;
1765
1766         if (!llist)
1767                 return;
1768
1769         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1770         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1771
1772         while (llist) {
1773                 int wake_flags = 0;
1774
1775                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1776                 llist = llist_next(llist);
1777
1778                 if (p->sched_remote_wakeup)
1779                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1780
1781                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1782         }
1783
1784         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1785         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1786 }
1787
1788 void scheduler_ipi(void)
1789 {
1790         /*
1791          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1792          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1793          * this IPI.
1794          */
1795         preempt_fold_need_resched();
1796
1797         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1798                 return;
1799
1800         /*
1801          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1802          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1803          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1804          * we do call them.
1805          *
1806          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1807          * properly.
1808          *
1809          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1810          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1811          * somewhat pessimize the simple resched case.
1812          */
1813         irq_enter();
1814         sched_ttwu_pending();
1815
1816         /*
1817          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1818          */
1819         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1820                 this_rq()->idle_balance = 1;
1821                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1822         }
1823         irq_exit();
1824 }
1825
1826 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1827 {
1828         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1829
1830         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1831
1832         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1833                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1834                         smp_send_reschedule(cpu);
1835                 else
1836                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1837         }
1838 }
1839
1840 void wake_up_if_idle(int cpu)
1841 {
1842         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1843         unsigned long flags;
1844
1845         rcu_read_lock();
1846
1847         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1848                 goto out;
1849
1850         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1851                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1852         } else {
1853                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1854                 if (is_idle_task(rq->curr))
1855                         smp_send_reschedule(cpu);
1856                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1857                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1858         }
1859
1860 out:
1861         rcu_read_unlock();
1862 }
1863
1864 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1865 {
1866         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1867 }
1868 #endif /* CONFIG_SMP */
1869
1870 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1871 {
1872         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1873         struct pin_cookie cookie;
1874
1875 #if defined(CONFIG_SMP)
1876         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1877                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1878                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1879                 return;
1880         }
1881 #endif
1882
1883         raw_spin_lock(&rq->lock);
1884         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1885         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1886         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1887         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1888 }
1889
1890 /*
1891  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1892  *
1893  *  MIGRATION
1894  *
1895  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1896  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1897  * execution on its new cpu [c1].
1898  *
1899  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1900  *
1901  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1902  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1903  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1904  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1905  *
1906  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1907  * Note: we only require RCpc transitivity.
1908  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1909  *
1910  * Example:
1911  *
1912  *   CPU0            CPU1            CPU2
1913  *
1914  *   LOCK rq(0)->lock
1915  *   sched-out X
1916  *   sched-in Y
1917  *   UNLOCK rq(0)->lock
1918  *
1919  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1920  *                                   dequeue X
1921  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1922  *
1923  *                                   LOCK rq(1)->lock
1924  *                                   enqueue X
1925  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1926  *
1927  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1928  *                   sched-out Z
1929  *                   sched-in X
1930  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1931  *
1932  *
1933  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1934  *
1935  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1936  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1937  * chain to provide order. Instead we do:
1938  *
1939  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1940  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1941  *
1942  * Example:
1943  *
1944  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1945  *
1946  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1947  *   dequeue X
1948  *   sched-out X
1949  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1950  *
1951  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1952  *                    X->state = WAKING
1953  *                    set_task_cpu(X,2)
1954  *
1955  *                    LOCK rq(2)->lock
1956  *                    enqueue X
1957  *                    X->state = RUNNING
1958  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1959  *
1960  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1961  *                                          sched-out Z
1962  *                                          sched-in X
1963  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1964  *
1965  *                    UNLOCK X->pi_lock
1966  *   UNLOCK rq(0)->lock
1967  *
1968  *
1969  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1970  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1971  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1972  * its wakeup.
1973  *
1974  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1975  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1976  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1977  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1978  *
1979  */
1980
1981 /**
1982  * try_to_wake_up - wake up a thread
1983  * @p: the thread to be awakened
1984  * @state: the mask of task states that can be woken
1985  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1986  *
1987  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1988  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1989  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1990  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1991  * runnable without the overhead of this.
1992  *
1993  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1994  * or @state didn't match @p's state.
1995  */
1996 static int
1997 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1998 {
1999         unsigned long flags;
2000         int cpu, success = 0;
2001
2002         /*
2003          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2004          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2005          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2006          * set_current_state() the waiting thread does.
2007          */
2008         smp_mb__before_spinlock();
2009         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2010         if (!(p->state & state))
2011                 goto out;
2012
2013         trace_sched_waking(p);
2014
2015         success = 1; /* we're going to change ->state */
2016         cpu = task_cpu(p);
2017
2018         /*
2019          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2020          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2021          * in smp_cond_load_acquire() below.
2022          *
2023          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2024          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2025          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2026          *                              \
2027          *                               +---   RMB
2028          * schedule()                   /
2029          *       LOCK rq->lock    -----'
2030          *       UNLOCK rq->lock
2031          *
2032          * [task p]
2033          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2034          *
2035          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2036          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2037          * current.
2038          */
2039         smp_rmb();
2040         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2041                 goto stat;
2042
2043 #ifdef CONFIG_SMP
2044         /*
2045          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2046          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2047          *
2048          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2049          * from the runqueue.
2050          *
2051          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2052          *      UNLOCK rq->lock
2053          *                      RMB
2054          *      LOCK   rq->lock
2055          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2056          *
2057          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2058          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2059          * task, the second putting it to sleep.
2060          */
2061         smp_rmb();
2062
2063         /*
2064          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2065          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2066          *
2067          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2068          *
2069          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2070          * their previous state and preserve Program Order.
2071          */
2072         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2073
2074         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2075         p->state = TASK_WAKING;
2076
2077         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2078         if (task_cpu(p) != cpu) {
2079                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2080                 set_task_cpu(p, cpu);
2081         }
2082 #endif /* CONFIG_SMP */
2083
2084         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2085 stat:
2086         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2087 out:
2088         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2089
2090         return success;
2091 }
2092
2093 /**
2094  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2095  * @p: the thread to be awakened
2096  * @cookie: context's cookie for pinning
2097  *
2098  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2099  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2100  * the current task.
2101  */
2102 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct pin_cookie cookie)
2103 {
2104         struct rq *rq = task_rq(p);
2105
2106         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2107             WARN_ON_ONCE(p == current))
2108                 return;
2109
2110         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2111
2112         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2113                 /*
2114                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2115                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2116                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2117                  * not yet picked a replacement task.
2118                  */
2119                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2120                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2121                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2122                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2123                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
2124         }
2125
2126         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2127                 goto out;
2128
2129         trace_sched_waking(p);
2130
2131         if (!task_on_rq_queued(p))
2132                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2133
2134         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, cookie);
2135         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2136 out:
2137         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2138 }
2139
2140 /**
2141  * wake_up_process - Wake up a specific process
2142  * @p: The process to be woken up.
2143  *
2144  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2145  * processes.
2146  *
2147  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2148  *
2149  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2150  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2151  */
2152 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2153 {
2154         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2155 }
2156 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2157
2158 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2159 {
2160         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2165  */
2166 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2167 {
2168         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2169
2170         dl_se->dl_runtime = 0;
2171         dl_se->dl_deadline = 0;
2172         dl_se->dl_period = 0;
2173         dl_se->flags = 0;
2174         dl_se->dl_bw = 0;
2175
2176         dl_se->dl_throttled = 0;
2177         dl_se->dl_yielded = 0;
2178 }
2179
2180 /*
2181  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2182  * p is forked by current.
2183  *
2184  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2185  */
2186 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2187 {
2188         p->on_rq                        = 0;
2189
2190         p->se.on_rq                     = 0;
2191         p->se.exec_start                = 0;
2192         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2193         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2194         p->se.nr_migrations             = 0;
2195         p->se.vruntime                  = 0;
2196         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2197
2198 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2199         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2200 #endif
2201
2202 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2203         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2204         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2205 #endif
2206
2207         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2208         init_dl_task_timer(&p->dl);
2209         __dl_clear_params(p);
2210
2211         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2212         p->rt.timeout           = 0;
2213         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2214         p->rt.on_rq             = 0;
2215         p->rt.on_list           = 0;
2216
2217 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2218         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2219 #endif
2220
2221 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2222         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2223                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2224                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2225         }
2226
2227         if (clone_flags & CLONE_VM)
2228                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2229         else
2230                 p->numa_preferred_nid = -1;
2231
2232         p->node_stamp = 0ULL;
2233         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2234         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2235         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2236         p->numa_faults = NULL;
2237         p->last_task_numa_placement = 0;
2238         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2239
2240         p->numa_group = NULL;
2241 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2242 }
2243
2244 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2245
2246 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2247
2248 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2249 {
2250         if (enabled)
2251                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2252         else
2253                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2254 }
2255
2256 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2257 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2258                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2259 {
2260         struct ctl_table t;
2261         int err;
2262         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2263
2264         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2265                 return -EPERM;
2266
2267         t = *table;
2268         t.data = &state;
2269         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2270         if (err < 0)
2271                 return err;
2272         if (write)
2273                 set_numabalancing_state(state);
2274         return err;
2275 }
2276 #endif
2277 #endif
2278
2279 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2280
2281 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2282 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2283
2284 static void set_schedstats(bool enabled)
2285 {
2286         if (enabled)
2287                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2288         else
2289                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2290 }
2291
2292 void force_schedstat_enabled(void)
2293 {
2294         if (!schedstat_enabled()) {
2295                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2296                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2297         }
2298 }
2299
2300 static int __init setup_schedstats(char *str)
2301 {
2302         int ret = 0;
2303         if (!str)
2304                 goto out;
2305
2306         /*
2307          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2308          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2309          * variable so init_schedstats() can do it later.
2310          */
2311         if (!strcmp(str, "enable")) {
2312                 __sched_schedstats = true;
2313                 ret = 1;
2314         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2315                 __sched_schedstats = false;
2316                 ret = 1;
2317         }
2318 out:
2319         if (!ret)
2320                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2321
2322         return ret;
2323 }
2324 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2325
2326 static void __init init_schedstats(void)
2327 {
2328         set_schedstats(__sched_schedstats);
2329 }
2330
2331 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2332 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2333                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2334 {
2335         struct ctl_table t;
2336         int err;
2337         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2338
2339         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2340                 return -EPERM;
2341
2342         t = *table;
2343         t.data = &state;
2344         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2345         if (err < 0)
2346                 return err;
2347         if (write)
2348                 set_schedstats(state);
2349         return err;
2350 }
2351 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2352 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2353 static inline void init_schedstats(void) {}
2354 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2355
2356 /*
2357  * fork()/clone()-time setup:
2358  */
2359 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2360 {
2361         unsigned long flags;
2362         int cpu = get_cpu();
2363
2364         __sched_fork(clone_flags, p);
2365         /*
2366          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2367          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2368          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2369          */
2370         p->state = TASK_NEW;
2371
2372         /*
2373          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2374          */
2375         p->prio = current->normal_prio;
2376
2377         /*
2378          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2379          */
2380         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2381                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2382                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2383                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2384                         p->rt_priority = 0;
2385                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2386                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2387
2388                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2389                 set_load_weight(p);
2390
2391                 /*
2392                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2393                  * fulfilled its duty:
2394                  */
2395                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2396         }
2397
2398         if (dl_prio(p->prio)) {
2399                 put_cpu();
2400                 return -EAGAIN;
2401         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2402                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2403         } else {
2404                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2405         }
2406
2407         init_entity_runnable_average(&p->se);
2408
2409         /*
2410          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2411          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2412          * is ran before sched_fork().
2413          *
2414          * Silence PROVE_RCU.
2415          */
2416         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2417         /*
2418          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2419          * so use __set_task_cpu().
2420          */
2421         __set_task_cpu(p, cpu);
2422         if (p->sched_class->task_fork)
2423                 p->sched_class->task_fork(p);
2424         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2425
2426 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2427         if (likely(sched_info_on()))
2428                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2429 #endif
2430 #if defined(CONFIG_SMP)
2431         p->on_cpu = 0;
2432 #endif
2433         init_task_preempt_count(p);
2434 #ifdef CONFIG_SMP
2435         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2436         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2437 #endif
2438
2439         put_cpu();
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2444 {
2445         if (runtime == RUNTIME_INF)
2446                 return 1ULL << 20;
2447
2448         /*
2449          * Doing this here saves a lot of checks in all
2450          * the calling paths, and returning zero seems
2451          * safe for them anyway.
2452          */
2453         if (period == 0)
2454                 return 0;
2455
2456         return div64_u64(runtime << 20, period);
2457 }
2458
2459 #ifdef CONFIG_SMP
2460 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2461 {
2462         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2463                          "sched RCU must be held");
2464         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2465 }
2466
2467 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2468 {
2469         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2470         int cpus = 0;
2471
2472         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2473                          "sched RCU must be held");
2474         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2475                 cpus++;
2476
2477         return cpus;
2478 }
2479 #else
2480 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2481 {
2482         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2483 }
2484
2485 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2486 {
2487         return 1;
2488 }
2489 #endif
2490
2491 /*
2492  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2493  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2494  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2495  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2496  *
2497  * This function is called while holding p's rq->lock.
2498  *
2499  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2500  * __setparam_dl().
2501  */
2502 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2503                        const struct sched_attr *attr)
2504 {
2505
2506         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2507         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2508         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2509         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2510         int cpus, err = -1;
2511
2512         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2513         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2514                 return 0;
2515
2516         /*
2517          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2518          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2519          * allocated bandwidth of the container.
2520          */
2521         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2522         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2523         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2524             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2525                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2526                 err = 0;
2527         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2528                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2529                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2530                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2531                 err = 0;
2532         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2533                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2534                 err = 0;
2535         }
2536         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2537
2538         return err;
2539 }
2540
2541 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2542
2543 /*
2544  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2545  *
2546  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2547  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2548  * on the runqueue and wakes it.
2549  */
2550 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2551 {
2552         struct rq_flags rf;
2553         struct rq *rq;
2554
2555         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2556         p->state = TASK_RUNNING;
2557 #ifdef CONFIG_SMP
2558         /*
2559          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2560          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2561          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2562          *
2563          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2564          * as we're not fully set-up yet.
2565          */
2566         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2567 #endif
2568         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2569         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2570
2571         activate_task(rq, p, 0);
2572         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2573         trace_sched_wakeup_new(p);
2574         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2575 #ifdef CONFIG_SMP
2576         if (p->sched_class->task_woken) {
2577                 /*
2578                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2579                  * drop it.
2580                  */
2581                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2582                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2583                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2584         }
2585 #endif
2586         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2587 }
2588
2589 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2590
2591 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2592
2593 void preempt_notifier_inc(void)
2594 {
2595         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2598
2599 void preempt_notifier_dec(void)
2600 {
2601         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2602 }
2603 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2604
2605 /**
2606  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2607  * @notifier: notifier struct to register
2608  */
2609 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2612                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2613
2614         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2615 }
2616 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2617
2618 /**
2619  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2620  * @notifier: notifier struct to unregister
2621  *
2622  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2623  */
2624 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2625 {
2626         hlist_del(&notifier->link);
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2629
2630 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2631 {
2632         struct preempt_notifier *notifier;
2633
2634         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2635                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2636 }
2637
2638 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2639 {
2640         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2641                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2642 }
2643
2644 static void
2645 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2646                                    struct task_struct *next)
2647 {
2648         struct preempt_notifier *notifier;
2649
2650         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2651                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2652 }
2653
2654 static __always_inline void
2655 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2656                                  struct task_struct *next)
2657 {
2658         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2659                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2660 }
2661
2662 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2663
2664 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2665 {
2666 }
2667
2668 static inline void
2669 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2670                                  struct task_struct *next)
2671 {
2672 }
2673
2674 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2675
2676 /**
2677  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2678  * @rq: the runqueue preparing to switch
2679  * @prev: the current task that is being switched out
2680  * @next: the task we are going to switch to.
2681  *
2682  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2683  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2684  * switch.
2685  *
2686  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2687  * hooks.
2688  */
2689 static inline void
2690 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2691                     struct task_struct *next)
2692 {
2693         sched_info_switch(rq, prev, next);
2694         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2695         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2696         prepare_lock_switch(rq, next);
2697         prepare_arch_switch(next);
2698 }
2699
2700 /**
2701  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2702  * @prev: the thread we just switched away from.
2703  *
2704  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2705  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2706  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2707  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2708  *
2709  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2710  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2711  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2712  * details.)
2713  *
2714  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2715  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2716  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2717  * because prev may have moved to another CPU.
2718  */
2719 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2720         __releases(rq->lock)
2721 {
2722         struct rq *rq = this_rq();
2723         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2724         long prev_state;
2725
2726         /*
2727          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2728          * because it left us after:
2729          *
2730          *      schedule()
2731          *        preempt_disable();                    // 1
2732          *        __schedule()
2733          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2734          *
2735          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2736          */
2737         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2738                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2739                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2740                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2741
2742         rq->prev_mm = NULL;
2743
2744         /*
2745          * A task struct has one reference for the use as "current".
2746          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2747          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2748          * the scheduled task must drop that reference.
2749          *
2750          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2751          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2752          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2753          * transition, resulting in a double drop.
2754          */
2755         prev_state = prev->state;
2756         vtime_task_switch(prev);
2757         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2758         finish_lock_switch(rq, prev);
2759         finish_arch_post_lock_switch();
2760
2761         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2762         if (mm)
2763                 mmdrop(mm);
2764         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2765                 if (prev->sched_class->task_dead)
2766                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2767
2768                 /*
2769                  * Remove function-return probe instances associated with this
2770                  * task and put them back on the free list.
2771                  */
2772                 kprobe_flush_task(prev);
2773                 put_task_struct(prev);
2774         }
2775
2776         tick_nohz_task_switch();
2777         return rq;
2778 }
2779
2780 #ifdef CONFIG_SMP
2781
2782 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2783 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2784 {
2785         struct callback_head *head, *next;
2786         void (*func)(struct rq *rq);
2787         unsigned long flags;
2788
2789         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2790         head = rq->balance_callback;
2791         rq->balance_callback = NULL;
2792         while (head) {
2793                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2794                 next = head->next;
2795                 head->next = NULL;
2796                 head = next;
2797
2798                 func(rq);
2799         }
2800         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2801 }
2802
2803 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2804 {
2805         if (unlikely(rq->balance_callback))
2806                 __balance_callback(rq);
2807 }
2808
2809 #else
2810
2811 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2812 {
2813 }
2814
2815 #endif
2816
2817 /**
2818  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2819  * @prev: the thread we just switched away from.
2820  */
2821 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2822         __releases(rq->lock)
2823 {
2824         struct rq *rq;
2825
2826         /*
2827          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2828          * finish_task_switch() for details.
2829          *
2830          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2831          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2832          * PREEMPT_COUNT kernels).
2833          */
2834
2835         rq = finish_task_switch(prev);
2836         balance_callback(rq);
2837         preempt_enable();
2838
2839         if (current->set_child_tid)
2840                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2841 }
2842
2843 /*
2844  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2845  */
2846 static __always_inline struct rq *
2847 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2848                struct task_struct *next, struct pin_cookie cookie)
2849 {
2850         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2851
2852         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2853
2854         mm = next->mm;
2855         oldmm = prev->active_mm;
2856         /*
2857          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2858          * combine the page table reload and the switch backend into
2859          * one hypercall.
2860          */
2861         arch_start_context_switch(prev);
2862
2863         if (!mm) {
2864                 next->active_mm = oldmm;
2865                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2866                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2867         } else
2868                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2869
2870         if (!prev->mm) {
2871                 prev->active_mm = NULL;
2872                 rq->prev_mm = oldmm;
2873         }
2874         /*
2875          * Since the runqueue lock will be released by the next
2876          * task (which is an invalid locking op but in the case
2877          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2878          * do an early lockdep release here:
2879          */
2880         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2881         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2882
2883         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2884         switch_to(prev, next, prev);
2885         barrier();
2886
2887         return finish_task_switch(prev);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * nr_running and nr_context_switches:
2892  *
2893  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2894  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2895  */
2896 unsigned long nr_running(void)
2897 {
2898         unsigned long i, sum = 0;
2899
2900         for_each_online_cpu(i)
2901                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2902
2903         return sum;
2904 }
2905
2906 /*
2907  * Check if only the current task is running on the cpu.
2908  *
2909  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2910  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2911  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2912  *
2913  * - from a non-preemptable section (of course)
2914  *
2915  * - from a thread that is bound to a single CPU
2916  *
2917  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2918  */
2919 bool single_task_running(void)
2920 {
2921         return raw_rq()->nr_running == 1;
2922 }
2923 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2924
2925 unsigned long long nr_context_switches(void)
2926 {
2927         int i;
2928         unsigned long long sum = 0;
2929
2930         for_each_possible_cpu(i)
2931                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2932
2933         return sum;
2934 }
2935
2936 unsigned long nr_iowait(void)
2937 {
2938         unsigned long i, sum = 0;
2939
2940         for_each_possible_cpu(i)
2941                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2942
2943         return sum;
2944 }
2945
2946 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2947 {
2948         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2949         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2950 }
2951
2952 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2953 {
2954         struct rq *rq = this_rq();
2955         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2956         *load = rq->load.weight;
2957 }
2958
2959 #ifdef CONFIG_SMP
2960
2961 /*
2962  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2963  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2964  */
2965 void sched_exec(void)
2966 {
2967         struct task_struct *p = current;
2968         unsigned long flags;
2969         int dest_cpu;
2970
2971         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2972         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2973         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2974                 goto unlock;
2975
2976         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2977                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2978
2979                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2980                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2981                 return;
2982         }
2983 unlock:
2984         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2985 }
2986
2987 #endif
2988
2989 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2990 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2991
2992 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2993 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2994
2995 /*
2996  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2997  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2998  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2999  * Prefetching this data results in improved performance.
3000  */
3001 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3002 {
3003 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3004         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3005 #else
3006         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3007 #endif
3008         prefetch(curr);
3009         prefetch(&curr->exec_start);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Return accounted runtime for the task.
3014  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3015  * pending runtime that have not been accounted yet.
3016  */
3017 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3018 {
3019         struct rq_flags rf;
3020         struct rq *rq;
3021         u64 ns;
3022
3023 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3024         /*
3025          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3026          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3027          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3028          *
3029          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3030          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3031          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3032          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3033          * been accounted, so we're correct here as well.
3034          */
3035         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3036                 return p->se.sum_exec_runtime;
3037 #endif
3038
3039         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3040         /*
3041          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3042          * project cycles that may never be accounted to this
3043          * thread, breaking clock_gettime().
3044          */
3045         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3046                 prefetch_curr_exec_start(p);
3047                 update_rq_clock(rq);
3048                 p->sched_class->update_curr(rq);
3049         }
3050         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3051         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3052
3053         return ns;
3054 }
3055
3056 /*
3057  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3058  * We call it with interrupts disabled.
3059  */
3060 void scheduler_tick(void)
3061 {
3062         int cpu = smp_processor_id();
3063         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3064         struct task_struct *curr = rq->curr;
3065
3066         sched_clock_tick();
3067
3068         raw_spin_lock(&rq->lock);
3069         update_rq_clock(rq);
3070         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3071         cpu_load_update_active(rq);
3072         calc_global_load_tick(rq);
3073         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3074
3075         perf_event_task_tick();
3076
3077 #ifdef CONFIG_SMP
3078         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3079         trigger_load_balance(rq);
3080 #endif
3081         rq_last_tick_reset(rq);
3082 }
3083
3084 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3085 /**
3086  * scheduler_tick_max_deferment
3087  *
3088  * Keep at least one tick per second when a single
3089  * active task is running because the scheduler doesn't
3090  * yet completely support full dynticks environment.
3091  *
3092  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3093  * balancing, etc... continue to move forward, even
3094  * with a very low granularity.
3095  *
3096  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3097  */
3098 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3099 {
3100         struct rq *rq = this_rq();
3101         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3102
3103         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3104
3105         if (time_before_eq(next, now))
3106                 return 0;
3107
3108         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3109 }
3110 #endif
3111
3112 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3113                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3114 /*
3115  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3116  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3117  */
3118 static inline void preempt_latency_start(int val)
3119 {
3120         if (preempt_count() == val) {
3121                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3122 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3123                 current->preempt_disable_ip = ip;
3124 #endif
3125                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3126         }
3127 }
3128
3129 void preempt_count_add(int val)
3130 {
3131 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3132         /*
3133          * Underflow?
3134          */
3135         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3136                 return;
3137 #endif
3138         __preempt_count_add(val);
3139 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3140         /*
3141          * Spinlock count overflowing soon?
3142          */
3143         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3144                                 PREEMPT_MASK - 10);
3145 #endif
3146         preempt_latency_start(val);
3147 }
3148 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3149 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3150
3151 /*
3152  * If the value passed in equals to the current preempt count
3153  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3154  */
3155 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3156 {
3157         if (preempt_count() == val)
3158                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3159 }
3160
3161 void preempt_count_sub(int val)
3162 {
3163 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3164         /*
3165          * Underflow?
3166          */
3167         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3168                 return;
3169         /*
3170          * Is the spinlock portion underflowing?
3171          */
3172         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3173                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3174                 return;
3175 #endif
3176
3177         preempt_latency_stop(val);
3178         __preempt_count_sub(val);
3179 }
3180 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3181 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3182
3183 #else
3184 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3185 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3186 #endif
3187
3188 /*
3189  * Print scheduling while atomic bug:
3190  */
3191 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3192 {
3193         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3194         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3195
3196         if (oops_in_progress)
3197                 return;
3198
3199         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3200                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3201
3202         debug_show_held_locks(prev);
3203         print_modules();
3204         if (irqs_disabled())
3205                 print_irqtrace_events(prev);
3206         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3207             && in_atomic_preempt_off()) {
3208                 pr_err("Preemption disabled at:");
3209                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3210                 pr_cont("\n");
3211         }
3212         if (panic_on_warn)
3213                 panic("scheduling while atomic\n");
3214
3215         dump_stack();
3216         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3217 }
3218
3219 /*
3220  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3221  */
3222 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3223 {
3224 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3225         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3226                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3227 #endif
3228
3229         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3230                 __schedule_bug(prev);
3231                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3232         }
3233         rcu_sleep_check();
3234
3235         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3236
3237         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3238 }
3239
3240 /*
3241  * Pick up the highest-prio task:
3242  */
3243 static inline struct task_struct *
3244 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
3245 {
3246         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3247         struct task_struct *p;
3248
3249         /*
3250          * Optimization: we know that if all tasks are in
3251          * the fair class we can call that function directly:
3252          */
3253         if (likely(prev->sched_class == class &&
3254                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3255                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3256                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3257                         goto again;
3258
3259                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3260                 if (unlikely(!p))
3261                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3262
3263                 return p;
3264         }
3265
3266 again:
3267         for_each_class(class) {
3268                 p = class->pick_next_task(rq, prev, cookie);
3269                 if (p) {
3270                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3271                                 goto again;
3272                         return p;
3273                 }
3274         }
3275
3276         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3277 }
3278
3279 /*
3280  * __schedule() is the main scheduler function.
3281  *
3282  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3283  *
3284  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3285  *
3286  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3287  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3288  *
3289  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3290  *      interrupt handler scheduler_tick().
3291  *
3292  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3293  *      task to the run-queue and that's it.
3294  *
3295  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3296  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3297  *      called on the nearest possible occasion:
3298  *
3299  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3300  *
3301  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3302  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3303  *           spin_unlock()!)
3304  *
3305  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3306  *           preemptible context
3307  *
3308  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3309  *         then at the next:
3310  *
3311  *          - cond_resched() call
3312  *          - explicit schedule() call
3313  *          - return from syscall or exception to user-space
3314  *          - return from interrupt-handler to user-space
3315  *
3316  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3317  */
3318 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3319 {
3320         struct task_struct *prev, *next;
3321         unsigned long *switch_count;
3322         struct pin_cookie cookie;
3323         struct rq *rq;
3324         int cpu;
3325
3326         cpu = smp_processor_id();
3327         rq = cpu_rq(cpu);
3328         prev = rq->curr;
3329
3330         /*
3331          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3332          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3333          * inconsistent (higher) preempt count.
3334          *
3335          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3336          * about this.
3337          */
3338         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3339                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3340
3341         schedule_debug(prev);
3342
3343         if (sched_feat(HRTICK))
3344                 hrtick_clear(rq);
3345
3346         local_irq_disable();
3347         rcu_note_context_switch();
3348
3349         /*
3350          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3351          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3352          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3353          */
3354         smp_mb__before_spinlock();
3355         raw_spin_lock(&rq->lock);
3356         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3357
3358         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3359
3360         switch_count = &prev->nivcsw;
3361         if (!preempt && prev->state) {
3362                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3363                         prev->state = TASK_RUNNING;
3364                 } else {
3365                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3366                         prev->on_rq = 0;
3367
3368                         /*
3369                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3370                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3371                          * concurrency.
3372                          */
3373                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3374                                 struct task_struct *to_wakeup;
3375
3376                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3377                                 if (to_wakeup)
3378                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, cookie);
3379                         }
3380                 }
3381                 switch_count = &prev->nvcsw;
3382         }
3383
3384         if (task_on_rq_queued(prev))
3385                 update_rq_clock(rq);
3386
3387         next = pick_next_task(rq, prev, cookie);
3388         clear_tsk_need_resched(prev);
3389         clear_preempt_need_resched();
3390         rq->clock_skip_update = 0;
3391
3392         if (likely(prev != next)) {
3393                 rq->nr_switches++;
3394                 rq->curr = next;
3395                 ++*switch_count;
3396
3397                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3398                 rq = context_switch(rq, prev, next, cookie); /* unlocks the rq */
3399         } else {
3400                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
3401                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3402         }
3403
3404         balance_callback(rq);
3405 }
3406 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__schedule); /* switch_to() */
3407
3408 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3409 {
3410         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3411                 return;
3412         /*
3413          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3414          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3415          */
3416         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3417                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3418 }
3419
3420 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3421 {
3422         struct task_struct *tsk = current;
3423
3424         sched_submit_work(tsk);
3425         do {
3426                 preempt_disable();
3427                 __schedule(false);
3428                 sched_preempt_enable_no_resched();
3429         } while (need_resched());
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3432
3433 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3434 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3435 {
3436         /*
3437          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3438          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3439          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3440          * we find a better solution.
3441          *
3442          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3443          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3444          * too frequently to make sense yet.
3445          */
3446         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3447         schedule();
3448         exception_exit(prev_state);
3449 }
3450 #endif
3451
3452 /**
3453  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3454  *
3455  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3456  */
3457 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3458 {
3459         sched_preempt_enable_no_resched();
3460         schedule();
3461         preempt_disable();
3462 }
3463
3464 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3465 {
3466         do {
3467                 /*
3468                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3469                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3470                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3471                  * by the function tracer will call this function again and
3472                  * cause infinite recursion.
3473                  *
3474                  * Preemption must be disabled here before the function
3475                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3476                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3477                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3478                  * which can also be traced by the function tracer.
3479                  */
3480                 preempt_disable_notrace();
3481                 preempt_latency_start(1);
3482                 __schedule(true);
3483                 preempt_latency_stop(1);
3484                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3485
3486                 /*
3487                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3488                  * between schedule and now.
3489                  */
3490         } while (need_resched());
3491 }
3492
3493 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3494 /*
3495  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3496  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3497  * occur there and call schedule directly.
3498  */
3499 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3500 {
3501         /*
3502          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3503          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3504          */
3505         if (likely(!preemptible()))
3506                 return;
3507
3508         preempt_schedule_common();
3509 }
3510 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3511 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3512
3513 /**
3514  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3515  *
3516  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3517  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3518  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3519  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3520  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3521  * to be called when the system is still in usermode.
3522  *
3523  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3524  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3525  * calling the scheduler.
3526  */
3527 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3528 {
3529         enum ctx_state prev_ctx;
3530
3531         if (likely(!preemptible()))
3532                 return;
3533
3534         do {
3535                 /*
3536                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3537                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3538                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3539                  * by the function tracer will call this function again and
3540                  * cause infinite recursion.
3541                  *
3542                  * Preemption must be disabled here before the function
3543                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3544                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3545                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3546                  * which can also be traced by the function tracer.
3547                  */
3548                 preempt_disable_notrace();
3549                 preempt_latency_start(1);
3550                 /*
3551                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3552                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3553                  * an infinite recursion.
3554                  */
3555                 prev_ctx = exception_enter();
3556                 __schedule(true);
3557                 exception_exit(prev_ctx);
3558
3559                 preempt_latency_stop(1);
3560                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3561         } while (need_resched());
3562 }
3563 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3564
3565 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3566
3567 /*
3568  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3569  * off of irq context.
3570  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3571  * protect us against recursive calling from irq.
3572  */
3573 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3574 {
3575         enum ctx_state prev_state;
3576
3577         /* Catch callers which need to be fixed */
3578         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3579
3580         prev_state = exception_enter();
3581
3582         do {
3583                 preempt_disable();
3584                 local_irq_enable();
3585                 __schedule(true);
3586                 local_irq_disable();
3587                 sched_preempt_enable_no_resched();
3588         } while (need_resched());
3589
3590         exception_exit(prev_state);
3591 }
3592
3593 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3594                           void *key)
3595 {
3596         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3597 }
3598 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3599
3600 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3601
3602 /*
3603  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3604  * @p: task
3605  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3606  *
3607  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3608  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3609  *
3610  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3611  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3612  */
3613 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3614 {
3615         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3616         const struct sched_class *prev_class;
3617         struct rq_flags rf;
3618         struct rq *rq;
3619
3620         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3621
3622         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3623
3624         /*
3625          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3626          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3627          *
3628          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3629          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3630          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3631          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3632          * with interrupts disabled and will complete the lock
3633          * protected section without being interrupted. So there is no
3634          * real need to boost.
3635          */
3636         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3637                 WARN_ON(p != rq->curr);
3638                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3639                 goto out_unlock;
3640         }
3641
3642         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3643         oldprio = p->prio;
3644
3645         if (oldprio == prio)
3646                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3647
3648         prev_class = p->sched_class;
3649         queued = task_on_rq_queued(p);
3650         running = task_current(rq, p);
3651         if (queued)
3652                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3653         if (running)
3654                 put_prev_task(rq, p);
3655
3656         /*
3657          * Boosting condition are:
3658          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3659          *      --> -dl task blocks on mutex A
3660          *
3661          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3662          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3663          *          running task
3664          */
3665         if (dl_prio(prio)) {
3666                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3667                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3668                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3669                         p->dl.dl_boosted = 1;
3670                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3671                 } else
3672                         p->dl.dl_boosted = 0;
3673                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3674         } else if (rt_prio(prio)) {
3675                 if (dl_prio(oldprio))
3676                         p->dl.dl_boosted = 0;
3677                 if (oldprio < prio)
3678                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3679                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3680         } else {
3681                 if (dl_prio(oldprio))
3682                         p->dl.dl_boosted = 0;
3683                 if (rt_prio(oldprio))
3684                         p->rt.timeout = 0;
3685                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3686         }
3687
3688         p->prio = prio;
3689
3690         if (running)
3691                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3692         if (queued)
3693                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3694
3695         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3696 out_unlock:
3697         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3698         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3699
3700         balance_callback(rq);
3701         preempt_enable();
3702 }
3703 #endif
3704
3705 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3706 {
3707         int old_prio, delta, queued;
3708         struct rq_flags rf;
3709         struct rq *rq;
3710
3711         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3712                 return;
3713         /*
3714          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3715          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3716          */
3717         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3718         /*
3719          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3720          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3721          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3722          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3723          */
3724         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3725                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3726                 goto out_unlock;
3727         }
3728         queued = task_on_rq_queued(p);
3729         if (queued)
3730                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3731
3732         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3733         set_load_weight(p);
3734         old_prio = p->prio;
3735         p->prio = effective_prio(p);
3736         delta = p->prio - old_prio;
3737
3738         if (queued) {
3739                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3740                 /*
3741                  * If the task increased its priority or is running and
3742                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3743                  */
3744                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3745                         resched_curr(rq);
3746         }
3747 out_unlock:
3748         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3749 }
3750 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3751
3752 /*
3753  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3754  * @p: task
3755  * @nice: nice value
3756  */
3757 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3758 {
3759         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3760         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3761
3762         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3763                 capable(CAP_SYS_NICE));
3764 }
3765
3766 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3767
3768 /*
3769  * sys_nice - change the priority of the current process.
3770  * @increment: priority increment
3771  *
3772  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3773  * does similar things.
3774  */
3775 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3776 {
3777         long nice, retval;
3778
3779         /*
3780          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3781          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3782          * and we have a single winner.
3783          */
3784         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3785         nice = task_nice(current) + increment;
3786
3787         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3788         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3789                 return -EPERM;
3790
3791         retval = security_task_setnice(current, nice);
3792         if (retval)
3793                 return retval;
3794
3795         set_user_nice(current, nice);
3796         return 0;
3797 }
3798
3799 #endif
3800
3801 /**
3802  * task_prio - return the priority value of a given task.
3803  * @p: the task in question.
3804  *
3805  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3806  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3807  * around 0, value goes from -16 to +15.
3808  */
3809 int task_prio(const struct task_struct *p)
3810 {
3811         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3812 }
3813
3814 /**
3815  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3816  * @cpu: the processor in question.
3817  *
3818  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3819  */
3820 int idle_cpu(int cpu)
3821 {
3822         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3823
3824         if (rq->curr != rq->idle)
3825                 return 0;
3826
3827         if (rq->nr_running)
3828                 return 0;
3829
3830 #ifdef CONFIG_SMP
3831         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3832                 return 0;
3833 #endif
3834
3835         return 1;
3836 }
3837
3838 /**
3839  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3840  * @cpu: the processor in question.
3841  *
3842  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3843  */
3844 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3845 {
3846         return cpu_rq(cpu)->idle;
3847 }
3848
3849 /**
3850  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3851  * @pid: the pid in question.
3852  *
3853  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3854  */
3855 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3856 {
3857         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3858 }
3859
3860 /*
3861  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3862  * SCHED_DEADLINE task.
3863  *
3864  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3865  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3866  * for the first time with its new policy.
3867  */
3868 static void
3869 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3870 {
3871         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3872
3873         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3874         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3875         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3876         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3877         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3878
3879         /*
3880          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3881          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3882          *
3883          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3884          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3885          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3886          * amount.
3887          *
3888          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3889          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3890          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3891          * before the current scheduling deadline.
3892          *
3893          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3894          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3895          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3896          * consume more than promised.
3897          */
3898 }
3899
3900 /*
3901  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3902  * it calls know not to change it.
3903  */
3904 #define SETPARAM_POLICY -1
3905
3906 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3907                 const struct sched_attr *attr)
3908 {
3909         int policy = attr->sched_policy;
3910
3911         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3912                 policy = p->policy;
3913
3914         p->policy = policy;
3915
3916         if (dl_policy(policy))
3917                 __setparam_dl(p, attr);
3918         else if (fair_policy(policy))
3919                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3920
3921         /*
3922          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3923          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3924          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3925          */
3926         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3927         p->normal_prio = normal_prio(p);
3928         set_load_weight(p);
3929 }
3930
3931 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3932 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3933                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3934 {
3935         __setscheduler_params(p, attr);
3936
3937         /*
3938          * Keep a potential priority boosting if called from
3939          * sched_setscheduler().
3940          */
3941         if (keep_boost)
3942                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3943         else
3944                 p->prio = normal_prio(p);
3945
3946         if (dl_prio(p->prio))
3947                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3948         else if (rt_prio(p->prio))
3949                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3950         else
3951                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3952 }
3953
3954 static void
3955 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3956 {
3957         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3958
3959         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3960         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3961         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3962         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3963         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3964 }
3965
3966 /*
3967  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3968  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3969  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3970  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3971  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3972  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3973  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3974  * sched_period, as the latter can be zero).
3975  */
3976 static bool
3977 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3978 {
3979         /* deadline != 0 */
3980         if (attr->sched_deadline == 0)
3981                 return false;
3982
3983         /*
3984          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3985          * that big.
3986          */
3987         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3988                 return false;
3989
3990         /*
3991          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3992          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3993          */
3994         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3995             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3996                 return false;
3997
3998         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3999         if ((attr->sched_period != 0 &&
4000              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4001             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4002                 return false;
4003
4004         return true;
4005 }
4006
4007 /*
4008  * check the target process has a UID that matches the current process's
4009  */
4010 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4011 {
4012         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4013         bool match;
4014
4015         rcu_read_lock();
4016         pcred = __task_cred(p);
4017         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4018                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4019         rcu_read_unlock();
4020         return match;
4021 }
4022
4023 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4024                 const struct sched_attr *attr)
4025 {
4026         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4027
4028         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4029                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4030                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4031                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4032                 return true;
4033
4034         return false;
4035 }
4036
4037 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4038                                 const struct sched_attr *attr,
4039                                 bool user, bool pi)
4040 {
4041         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4042                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4043         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4044         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4045         const struct sched_class *prev_class;
4046         struct rq_flags rf;
4047         int reset_on_fork;
4048         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4049         struct rq *rq;
4050
4051         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4052         BUG_ON(in_interrupt());
4053 recheck:
4054         /* double check policy once rq lock held */
4055         if (policy < 0) {
4056                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4057                 policy = oldpolicy = p->policy;
4058         } else {
4059                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4060
4061                 if (!valid_policy(policy))
4062                         return -EINVAL;
4063         }
4064
4065         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4066                 return -EINVAL;
4067
4068         /*
4069          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4070          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4071          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4072          */
4073         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4074             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4075                 return -EINVAL;
4076         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4077             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4078                 return -EINVAL;
4079
4080         /*
4081          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4082          */
4083         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4084                 if (fair_policy(policy)) {
4085                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4086                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4087                                 return -EPERM;
4088                 }
4089
4090                 if (rt_policy(policy)) {
4091                         unsigned long rlim_rtprio =
4092                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4093
4094                         /* can't set/change the rt policy */
4095                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4096                                 return -EPERM;
4097
4098                         /* can't increase priority */
4099                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4100                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4101                                 return -EPERM;
4102                 }
4103
4104                  /*
4105                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4106                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4107                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4108                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4109                   */
4110                 if (dl_policy(policy))
4111                         return -EPERM;
4112
4113                 /*
4114                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4115                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4116                  */
4117                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4118                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4119                                 return -EPERM;
4120                 }
4121
4122                 /* can't change other user's priorities */
4123                 if (!check_same_owner(p))
4124                         return -EPERM;
4125
4126                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4127                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4128                         return -EPERM;
4129         }
4130
4131         if (user) {
4132                 retval = security_task_setscheduler(p);
4133                 if (retval)
4134                         return retval;
4135         }
4136
4137         /*
4138          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4139          * changing the priority of the task:
4140          *
4141          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4142          * runqueue lock must be held.
4143          */
4144         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4145
4146         /*
4147          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4148          */
4149         if (p == rq->stop) {
4150                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4151                 return -EINVAL;
4152         }
4153
4154         /*
4155          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4156          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4157          */
4158         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4159                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4160                         goto change;
4161                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4162                         goto change;
4163                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4164                         goto change;
4165
4166                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4167                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4168                 return 0;
4169         }
4170 change:
4171
4172         if (user) {
4173 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4174                 /*
4175                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4176                  * assigned.
4177                  */
4178                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4179                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4180                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4181                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4182                         return -EPERM;
4183                 }
4184 #endif
4185 #ifdef CONFIG_SMP
4186                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4187                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4188
4189                         /*
4190                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4191                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4192                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4193                          */
4194                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4195                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4196                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4197                                 return -EPERM;
4198                         }
4199                 }
4200 #endif
4201         }
4202
4203         /* recheck policy now with rq lock held */
4204         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4205                 policy = oldpolicy = -1;
4206                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4207                 goto recheck;
4208         }
4209
4210         /*
4211          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4212          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4213          * is available.
4214          */
4215         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4216                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4217                 return -EBUSY;
4218         }
4219
4220         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4221         oldprio = p->prio;
4222
4223         if (pi) {
4224                 /*
4225                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4226                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4227                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4228                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4229                  * itself.
4230                  */
4231                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4232                 if (new_effective_prio == oldprio)
4233                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4234         }
4235
4236         queued = task_on_rq_queued(p);
4237         running = task_current(rq, p);
4238         if (queued)
4239                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4240         if (running)
4241                 put_prev_task(rq, p);
4242
4243         prev_class = p->sched_class;
4244         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4245
4246         if (running)
4247                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4248         if (queued) {
4249                 /*
4250                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4251                  * increased (user space view).
4252                  */
4253                 if (oldprio < p->prio)
4254                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4255
4256                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4257         }
4258
4259         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4260         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4261         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4262
4263         if (pi)
4264                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4265
4266         /*
4267          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4268          */
4269         balance_callback(rq);
4270         preempt_enable();
4271
4272         return 0;
4273 }
4274
4275 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4276                                const struct sched_param *param, bool check)
4277 {
4278         struct sched_attr attr = {
4279                 .sched_policy   = policy,
4280                 .sched_priority = param->sched_priority,
4281                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4282         };
4283
4284         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4285         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4286                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4287                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4288                 attr.sched_policy = policy;
4289         }
4290
4291         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4292 }
4293 /**
4294  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4295  * @p: the task in question.
4296  * @policy: new policy.
4297  * @param: structure containing the new RT priority.
4298  *
4299  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4300  *
4301  * NOTE that the task may be already dead.
4302  */
4303 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4304                        const struct sched_param *param)
4305 {
4306         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4307 }
4308 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4309
4310 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4311 {
4312         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4313 }
4314 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4315
4316 /**
4317  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4318  * @p: the task in question.
4319  * @policy: new policy.
4320  * @param: structure containing the new RT priority.
4321  *
4322  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4323  * current context has permission.  For example, this is needed in
4324  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4325  * but our caller might not have that capability.
4326  *
4327  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4328  */
4329 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4330                                const struct sched_param *param)
4331 {
4332         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4333 }
4334 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4335
4336 static int
4337 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4338 {
4339         struct sched_param lparam;
4340         struct task_struct *p;
4341         int retval;
4342
4343         if (!param || pid < 0)
4344                 return -EINVAL;
4345         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4346                 return -EFAULT;
4347
4348         rcu_read_lock();
4349         retval = -ESRCH;
4350         p = find_process_by_pid(pid);
4351         if (p != NULL)
4352                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4353         rcu_read_unlock();
4354
4355         return retval;
4356 }
4357
4358 /*
4359  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4360  */
4361 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4362                            struct sched_attr *attr)
4363 {
4364         u32 size;
4365         int ret;
4366
4367         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4368                 return -EFAULT;
4369
4370         /*
4371          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4372          */
4373         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4374
4375         ret = get_user(size, &uattr->size);
4376         if (ret)
4377                 return ret;
4378
4379         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4380                 goto err_size;
4381
4382         if (!size)              /* abi compat */
4383                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4384
4385         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4386                 goto err_size;
4387
4388         /*
4389          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4390          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4391          * user-space does not rely on any kernel feature
4392          * extensions we dont know about yet.
4393          */
4394         if (size > sizeof(*attr)) {
4395                 unsigned char __user *addr;
4396                 unsigned char __user *end;
4397                 unsigned char val;
4398
4399                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4400                 end  = (void __user *)uattr + size;
4401
4402                 for (; addr < end; addr++) {
4403                         ret = get_user(val, addr);
4404                         if (ret)
4405                                 return ret;
4406                         if (val)
4407                                 goto err_size;
4408                 }
4409                 size = sizeof(*attr);
4410         }
4411
4412         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4413         if (ret)
4414                 return -EFAULT;
4415
4416         /*
4417          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4418          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4419          */
4420         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4421
4422         return 0;
4423
4424 err_size:
4425         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4426         return -E2BIG;
4427 }
4428
4429 /**
4430  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4431  * @pid: the pid in question.
4432  * @policy: new policy.
4433  * @param: structure containing the new RT priority.
4434  *
4435  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4436  */
4437 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4438                 struct sched_param __user *, param)
4439 {
4440         /* negative values for policy are not valid */
4441         if (policy < 0)
4442                 return -EINVAL;
4443
4444         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4445 }
4446
4447 /**
4448  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4449  * @pid: the pid in question.
4450  * @param: structure containing the new RT priority.
4451  *
4452  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4453  */
4454 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4455 {
4456         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4457 }
4458
4459 /**
4460  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4461  * @pid: the pid in question.
4462  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4463  * @flags: for future extension.
4464  */
4465 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4466                                unsigned int, flags)
4467 {
4468         struct sched_attr attr;
4469         struct task_struct *p;
4470         int retval;
4471
4472         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4473                 return -EINVAL;
4474
4475         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4476         if (retval)
4477                 return retval;
4478
4479         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4480                 return -EINVAL;
4481
4482         rcu_read_lock();
4483         retval = -ESRCH;
4484         p = find_process_by_pid(pid);
4485         if (p != NULL)
4486                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4487         rcu_read_unlock();
4488
4489         return retval;
4490 }
4491
4492 /**
4493  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4494  * @pid: the pid in question.
4495  *
4496  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4497  * code.
4498  */
4499 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4500 {
4501         struct task_struct *p;
4502         int retval;
4503
4504         if (pid < 0)
4505                 return -EINVAL;
4506
4507         retval = -ESRCH;
4508         rcu_read_lock();
4509         p = find_process_by_pid(pid);
4510         if (p) {
4511                 retval = security_task_getscheduler(p);
4512                 if (!retval)
4513                         retval = p->policy
4514                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4515         }
4516         rcu_read_unlock();
4517         return retval;
4518 }
4519
4520 /**
4521  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4522  * @pid: the pid in question.
4523  * @param: structure containing the RT priority.
4524  *
4525  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4526  * code.
4527  */
4528 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4529 {
4530         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4531         struct task_struct *p;
4532         int retval;
4533
4534         if (!param || pid < 0)
4535                 return -EINVAL;
4536
4537         rcu_read_lock();
4538         p = find_process_by_pid(pid);
4539         retval = -ESRCH;
4540         if (!p)
4541                 goto out_unlock;
4542
4543         retval = security_task_getscheduler(p);
4544         if (retval)
4545                 goto out_unlock;
4546
4547         if (task_has_rt_policy(p))
4548                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4549         rcu_read_unlock();
4550
4551         /*
4552          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4553          */
4554         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4555
4556         return retval;
4557
4558 out_unlock:
4559         rcu_read_unlock();
4560         return retval;
4561 }
4562
4563 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4564                            struct sched_attr *attr,
4565                            unsigned int usize)
4566 {
4567         int ret;
4568
4569         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4570                 return -EFAULT;
4571
4572         /*
4573          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4574          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4575          * user-space does not get uncomplete information.
4576          */
4577         if (usize < sizeof(*attr)) {
4578                 unsigned char *addr;
4579                 unsigned char *end;
4580
4581                 addr = (void *)attr + usize;
4582                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4583
4584                 for (; addr < end; addr++) {
4585                         if (*addr)
4586                                 return -EFBIG;
4587                 }
4588
4589                 attr->size = usize;
4590         }
4591
4592         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4593         if (ret)
4594                 return -EFAULT;
4595
4596         return 0;
4597 }
4598
4599 /**
4600  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4601  * @pid: the pid in question.
4602  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4603  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4604  * @flags: for future extension.
4605  */
4606 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4607                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4608 {
4609         struct sched_attr attr = {
4610                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4611         };
4612         struct task_struct *p;
4613         int retval;
4614
4615         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4616             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4617                 return -EINVAL;
4618
4619         rcu_read_lock();
4620         p = find_process_by_pid(pid);
4621         retval = -ESRCH;
4622         if (!p)
4623                 goto out_unlock;
4624
4625         retval = security_task_getscheduler(p);
4626         if (retval)
4627                 goto out_unlock;
4628
4629         attr.sched_policy = p->policy;
4630         if (p->sched_reset_on_fork)
4631                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4632         if (task_has_dl_policy(p))
4633                 __getparam_dl(p, &attr);
4634         else if (task_has_rt_policy(p))
4635                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4636         else
4637                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4638
4639         rcu_read_unlock();
4640
4641         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4642         return retval;
4643
4644 out_unlock:
4645         rcu_read_unlock();
4646         return retval;
4647 }
4648
4649 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4650 {
4651         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4652         struct task_struct *p;
4653         int retval;
4654
4655         rcu_read_lock();
4656
4657         p = find_process_by_pid(pid);
4658         if (!p) {
4659                 rcu_read_unlock();
4660                 return -ESRCH;
4661         }
4662
4663         /* Prevent p going away */
4664         get_task_struct(p);
4665         rcu_read_unlock();
4666
4667         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4668                 retval = -EINVAL;
4669                 goto out_put_task;
4670         }
4671         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4672                 retval = -ENOMEM;
4673                 goto out_put_task;
4674         }
4675         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4676                 retval = -ENOMEM;
4677                 goto out_free_cpus_allowed;
4678         }
4679         retval = -EPERM;
4680         if (!check_same_owner(p)) {
4681                 rcu_read_lock();
4682                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4683                         rcu_read_unlock();
4684                         goto out_free_new_mask;
4685                 }
4686                 rcu_read_unlock();
4687         }
4688
4689         retval = security_task_setscheduler(p);
4690         if (retval)
4691                 goto out_free_new_mask;
4692
4693
4694         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4695         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4696
4697         /*
4698          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4699          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4700          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4701          * root_domain.
4702          */
4703 #ifdef CONFIG_SMP
4704         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4705                 rcu_read_lock();
4706                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4707                         retval = -EBUSY;
4708                         rcu_read_unlock();
4709                         goto out_free_new_mask;
4710                 }
4711                 rcu_read_unlock();
4712         }
4713 #endif
4714 again:
4715         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4716
4717         if (!retval) {
4718                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4719                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4720                         /*
4721                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4722                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4723                          * cpuset's cpus_allowed
4724                          */
4725                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4726                         goto again;
4727                 }
4728         }
4729 out_free_new_mask:
4730         free_cpumask_var(new_mask);
4731 out_free_cpus_allowed:
4732         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4733 out_put_task:
4734         put_task_struct(p);
4735         return retval;
4736 }
4737
4738 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4739                              struct cpumask *new_mask)
4740 {
4741         if (len < cpumask_size())
4742                 cpumask_clear(new_mask);
4743         else if (len > cpumask_size())
4744                 len = cpumask_size();
4745
4746         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4747 }
4748
4749 /**
4750  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4751  * @pid: pid of the process
4752  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4753  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4754  *
4755  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4756  */
4757 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4758                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4759 {
4760         cpumask_var_t new_mask;
4761         int retval;
4762
4763         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4764                 return -ENOMEM;
4765
4766         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4767         if (retval == 0)
4768                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4769         free_cpumask_var(new_mask);
4770         return retval;
4771 }
4772
4773 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4774 {
4775         struct task_struct *p;
4776         unsigned long flags;
4777         int retval;
4778
4779         rcu_read_lock();
4780
4781         retval = -ESRCH;
4782         p = find_process_by_pid(pid);
4783         if (!p)
4784                 goto out_unlock;
4785
4786         retval = security_task_getscheduler(p);
4787         if (retval)
4788                 goto out_unlock;
4789
4790         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4791         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4792         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4793
4794 out_unlock:
4795         rcu_read_unlock();
4796
4797         return retval;
4798 }
4799
4800 /**
4801  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4802  * @pid: pid of the process
4803  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4804  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4805  *
4806  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4807  * error code otherwise.
4808  */
4809 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4810                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4811 {
4812         int ret;
4813         cpumask_var_t mask;
4814
4815         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4816                 return -EINVAL;
4817         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4818                 return -EINVAL;
4819
4820         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4821                 return -ENOMEM;
4822
4823         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4824         if (ret == 0) {
4825                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4826
4827                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4828                         ret = -EFAULT;
4829                 else
4830                         ret = retlen;
4831         }
4832         free_cpumask_var(mask);
4833
4834         return ret;
4835 }
4836
4837 /**
4838  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4839  *
4840  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4841  * other threads running on this CPU then this function will return.
4842  *
4843  * Return: 0.
4844  */
4845 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4846 {
4847         struct rq *rq = this_rq_lock();
4848
4849         schedstat_inc(rq->yld_count);
4850         current->sched_class->yield_task(rq);
4851
4852         /*
4853          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4854          * no need to preempt or enable interrupts:
4855          */
4856         __release(rq->lock);
4857         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4858         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4859         sched_preempt_enable_no_resched();
4860
4861         schedule();
4862
4863         return 0;
4864 }
4865
4866 int __sched _cond_resched(void)
4867 {
4868         if (should_resched(0)) {
4869                 preempt_schedule_common();
4870                 return 1;
4871         }
4872         return 0;
4873 }
4874 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4875
4876 /*
4877  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4878  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4879  *
4880  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4881  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4882  * spin_unlock(), once by hand).
4883  */
4884 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4885 {
4886         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4887         int ret = 0;
4888
4889         lockdep_assert_held(lock);
4890
4891         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4892                 spin_unlock(lock);
4893                 if (resched)
4894                         preempt_schedule_common();
4895                 else
4896                         cpu_relax();
4897                 ret = 1;
4898                 spin_lock(lock);
4899         }
4900         return ret;
4901 }
4902 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4903
4904 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4905 {
4906         BUG_ON(!in_softirq());
4907
4908         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4909                 local_bh_enable();
4910                 preempt_schedule_common();
4911                 local_bh_disable();
4912                 return 1;
4913         }
4914         return 0;
4915 }
4916 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4917
4918 /**
4919  * yield - yield the current processor to other threads.
4920  *
4921  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4922  *
4923  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4924  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4925  * it, its already broken.
4926  *
4927  * Typical broken usage is:
4928  *
4929  * while (!event)
4930  *      yield();
4931  *
4932  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4933  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4934  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4935  *
4936  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4937  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4938  * If you still want to use yield(), do not!
4939  */
4940 void __sched yield(void)
4941 {
4942         set_current_state(TASK_RUNNING);
4943         sys_sched_yield();
4944 }
4945 EXPORT_SYMBOL(yield);
4946
4947 /**
4948  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4949  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4950  * processor it's on.
4951  * @p: target task
4952  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4953  *
4954  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4955  * can't go away on us before we can do any checks.
4956  *
4957  * Return:
4958  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4959  *      false (0) if we failed to boost the target.
4960  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4961  */
4962 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4963 {
4964         struct task_struct *curr = current;
4965         struct rq *rq, *p_rq;
4966         unsigned long flags;
4967         int yielded = 0;
4968
4969         local_irq_save(flags);
4970         rq = this_rq();
4971
4972 again:
4973         p_rq = task_rq(p);
4974         /*
4975          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4976          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4977          */
4978         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4979                 yielded = -ESRCH;
4980                 goto out_irq;
4981         }
4982
4983         double_rq_lock(rq, p_rq);
4984         if (task_rq(p) != p_rq) {
4985                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4986                 goto again;
4987         }
4988
4989         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4990                 goto out_unlock;
4991
4992         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4993                 goto out_unlock;
4994
4995         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4996                 goto out_unlock;
4997
4998         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4999         if (yielded) {
5000                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5001                 /*
5002                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5003                  * fairness.
5004                  */
5005                 if (preempt && rq != p_rq)
5006                         resched_curr(p_rq);
5007         }
5008
5009 out_unlock:
5010         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5011 out_irq:
5012         local_irq_restore(flags);
5013
5014         if (yielded > 0)
5015                 schedule();
5016
5017         return yielded;
5018 }
5019 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5020
5021 /*
5022  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5023  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5024  */
5025 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5026 {
5027         int old_iowait = current->in_iowait;
5028         struct rq *rq;
5029         long ret;
5030
5031         current->in_iowait = 1;
5032         blk_schedule_flush_plug(current);
5033
5034         delayacct_blkio_start();
5035         rq = raw_rq();
5036         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5037         ret = schedule_timeout(timeout);
5038         current->in_iowait = old_iowait;
5039         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5040         delayacct_blkio_end();
5041
5042         return ret;
5043 }
5044 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5045
5046 /**
5047  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5048  * @policy: scheduling class.
5049  *
5050  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5051  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5052  * On failure, a negative error code is returned.
5053  */
5054 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5055 {
5056         int ret = -EINVAL;
5057
5058         switch (policy) {
5059         case SCHED_FIFO:
5060         case SCHED_RR:
5061                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5062                 break;
5063         case SCHED_DEADLINE:
5064         case SCHED_NORMAL:
5065         case SCHED_BATCH:
5066         case SCHED_IDLE:
5067                 ret = 0;
5068                 break;
5069         }
5070         return ret;
5071 }
5072
5073 /**
5074  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5075  * @policy: scheduling class.
5076  *
5077  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5078  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5079  * On failure, a negative error code is returned.
5080  */
5081 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5082 {
5083         int ret = -EINVAL;
5084
5085         switch (policy) {
5086         case SCHED_FIFO:
5087         case SCHED_RR:
5088                 ret = 1;
5089                 break;
5090         case SCHED_DEADLINE:
5091         case SCHED_NORMAL:
5092         case SCHED_BATCH:
5093         case SCHED_IDLE:
5094                 ret = 0;
5095         }
5096         return ret;
5097 }
5098
5099 /**
5100  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5101  * @pid: pid of the process.
5102  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5103  *
5104  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5105  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5106  *
5107  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5108  * an error code.
5109  */
5110 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5111                 struct timespec __user *, interval)
5112 {
5113         struct task_struct *p;
5114         unsigned int time_slice;
5115         struct rq_flags rf;
5116         struct timespec t;
5117         struct rq *rq;
5118         int retval;
5119
5120         if (pid < 0)
5121                 return -EINVAL;
5122
5123         retval = -ESRCH;
5124         rcu_read_lock();
5125         p = find_process_by_pid(pid);
5126         if (!p)
5127                 goto out_unlock;
5128
5129         retval = security_task_getscheduler(p);
5130         if (retval)
5131                 goto out_unlock;
5132
5133         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5134         time_slice = 0;
5135         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5136                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5137         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5138
5139         rcu_read_unlock();
5140         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5141         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5142         return retval;
5143
5144 out_unlock:
5145         rcu_read_unlock();
5146         return retval;
5147 }
5148
5149 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5150
5151 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5152 {
5153         unsigned long free = 0;
5154         int ppid;
5155         unsigned long state = p->state;
5156
5157         if (state)
5158                 state = __ffs(state) + 1;
5159         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5160                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5161 #if BITS_PER_LONG == 32
5162         if (state == TASK_RUNNING)
5163                 printk(KERN_CONT " running  ");
5164         else
5165                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5166 #else
5167         if (state == TASK_RUNNING)
5168                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5169         else
5170                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5171 #endif
5172 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5173         free = stack_not_used(p);
5174 #endif
5175         ppid = 0;
5176         rcu_read_lock();
5177         if (pid_alive(p))
5178                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5179         rcu_read_unlock();
5180         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5181                 task_pid_nr(p), ppid,
5182                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5183
5184         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5185         show_stack(p, NULL);
5186 }
5187
5188 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5189 {
5190         struct task_struct *g, *p;
5191
5192 #if BITS_PER_LONG == 32
5193         printk(KERN_INFO
5194                 "  task                PC stack   pid father\n");
5195 #else
5196         printk(KERN_INFO
5197                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5198 #endif
5199         rcu_read_lock();
5200         for_each_process_thread(g, p) {
5201                 /*
5202                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5203                  * console might take a lot of time:
5204                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5205                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5206                  * an IPI.
5207                  */
5208                 touch_nmi_watchdog();
5209                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5210                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5211                         sched_show_task(p);
5212         }
5213
5214 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5215         if (!state_filter)
5216                 sysrq_sched_debug_show();
5217 #endif
5218         rcu_read_unlock();
5219         /*
5220          * Only show locks if all tasks are dumped:
5221          */
5222         if (!state_filter)
5223                 debug_show_all_locks();
5224 }
5225
5226 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5227 {
5228         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5229 }
5230
5231 /**
5232  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5233  * @idle: task in question
5234  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5235  *
5236  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5237  * flag, to make booting more robust.
5238  */
5239 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5240 {
5241         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5242         unsigned long flags;
5243
5244         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5245         raw_spin_lock(&rq->lock);
5246
5247         __sched_fork(0, idle);
5248         idle->state = TASK_RUNNING;
5249         idle->se.exec_start = sched_clock();
5250
5251         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5252
5253 #ifdef CONFIG_SMP
5254         /*
5255          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5256          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5257          *
5258          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5259          */
5260         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5261 #endif
5262         /*
5263          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5264          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5265          * lockdep check in task_group() will fail.
5266          *
5267          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5268          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5269          *
5270          * Silence PROVE_RCU
5271          */
5272         rcu_read_lock();
5273         __set_task_cpu(idle, cpu);
5274         rcu_read_unlock();
5275
5276         rq->curr = rq->idle = idle;
5277         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5278 #ifdef CONFIG_SMP
5279         idle->on_cpu = 1;
5280 #endif
5281         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5282         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5283
5284         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5285         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5286
5287         /*
5288          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5289          */
5290         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5291         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5292         vtime_init_idle(idle, cpu);
5293 #ifdef CONFIG_SMP
5294         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5295 #endif
5296 }
5297
5298 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5299                               const struct cpumask *trial)
5300 {
5301         int ret = 1, trial_cpus;
5302         struct dl_bw *cur_dl_b;
5303         unsigned long flags;
5304
5305         if (!cpumask_weight(cur))
5306                 return ret;
5307
5308         rcu_read_lock_sched();
5309         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5310         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5311
5312         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5313         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5314             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5315                 ret = 0;
5316         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5317         rcu_read_unlock_sched();
5318
5319         return ret;
5320 }
5321
5322 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5323                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5324 {
5325         int ret = 0;
5326
5327         /*
5328          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5329          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5330          * affinity and isolating such threads by their set of
5331          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5332          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5333          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5334          * before cpus_allowed may be changed.
5335          */
5336         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5337                 ret = -EINVAL;
5338                 goto out;
5339         }
5340
5341 #ifdef CONFIG_SMP
5342         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5343                                               cs_cpus_allowed)) {
5344                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5345                                                         cs_cpus_allowed);
5346                 struct dl_bw *dl_b;
5347                 bool overflow;
5348                 int cpus;
5349                 unsigned long flags;
5350
5351                 rcu_read_lock_sched();
5352                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5353                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5354                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5355                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5356                 if (overflow)
5357                         ret = -EBUSY;
5358                 else {
5359                         /*
5360                          * We reserve space for this task in the destination
5361                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5362                          * We will free resources in the source root_domain
5363                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5364                          */
5365                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5366                 }
5367                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5368                 rcu_read_unlock_sched();
5369
5370         }
5371 #endif
5372 out:
5373         return ret;
5374 }
5375
5376 #ifdef CONFIG_SMP
5377
5378 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5379
5380 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5381 /* Migrate current task p to target_cpu */
5382 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5383 {
5384         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5385         int curr_cpu = task_cpu(p);
5386
5387         if (curr_cpu == target_cpu)
5388                 return 0;
5389
5390         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5391                 return -EINVAL;
5392
5393         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5394
5395         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5396         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5397 }
5398
5399 /*
5400  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5401  * tasks on the runqueues
5402  */
5403 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5404 {
5405         bool queued, running;
5406         struct rq_flags rf;
5407         struct rq *rq;
5408
5409         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5410         queued = task_on_rq_queued(p);
5411         running = task_current(rq, p);
5412
5413         if (queued)
5414                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5415         if (running)
5416                 put_prev_task(rq, p);
5417
5418         p->numa_preferred_nid = nid;
5419
5420         if (running)
5421                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5422         if (queued)
5423                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5424         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5425 }
5426 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5427
5428 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5429 /*
5430  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5431  * offline.
5432  */
5433 void idle_task_exit(void)
5434 {
5435         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5436
5437         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5438
5439         if (mm != &init_mm) {
5440                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5441                 finish_arch_post_lock_switch();
5442         }
5443         mmdrop(mm);
5444 }
5445
5446 /*
5447  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5448  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5449  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5450  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5451  * calculation.
5452  *
5453  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5454  */
5455 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5456 {
5457         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5458         if (delta)
5459                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5460 }
5461
5462 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5463 {
5464 }
5465
5466 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5467         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5468 };
5469
5470 static struct task_struct fake_task = {
5471         /*
5472          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5473          */
5474         .prio = MAX_PRIO + 1,
5475         .sched_class = &fake_sched_class,
5476 };
5477
5478 /*
5479  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5480  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5481  *
5482  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5483  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5484  * because of lock validation efforts.
5485  */
5486 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5487 {
5488         struct rq *rq = dead_rq;
5489         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5490         struct pin_cookie cookie;
5491         int dest_cpu;
5492
5493         /*
5494          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5495          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5496          *
5497          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5498          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5499          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5500          * done here.
5501          */
5502         rq->stop = NULL;
5503
5504         /*
5505          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5506          * class method both need to have an up-to-date
5507          * value of rq->clock[_task]
5508          */
5509         update_rq_clock(rq);
5510
5511         for (;;) {
5512                 /*
5513                  * There's this thread running, bail when that's the only
5514                  * remaining thread.
5515                  */
5516                 if (rq->nr_running == 1)
5517                         break;
5518
5519                 /*
5520                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5521                  */
5522                 cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5523                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, cookie);
5524                 BUG_ON(!next);
5525                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5526
5527                 /*
5528                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5529                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5530                  * stabilizes the mask.
5531                  *
5532                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5533                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5534                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5535                  */
5536                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
5537                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5538                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5539                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5540
5541                 /*
5542                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5543                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5544                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5545                  */
5546                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5547                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5548                         continue;
5549                 }
5550
5551                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5552                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5553
5554                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5555                 if (rq != dead_rq) {
5556                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5557                         rq = dead_rq;
5558                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5559                 }
5560                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5561         }
5562
5563         rq->stop = stop;
5564 }
5565 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5566
5567 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5568 {
5569         if (!rq->online) {
5570                 const struct sched_class *class;
5571
5572                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5573                 rq->online = 1;
5574
5575                 for_each_class(class) {
5576                         if (class->rq_online)
5577                                 class->rq_online(rq);
5578                 }
5579         }
5580 }
5581
5582 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5583 {
5584         if (rq->online) {
5585                 const struct sched_class *class;
5586
5587                 for_each_class(class) {
5588                         if (class->rq_offline)
5589                                 class->rq_offline(rq);
5590                 }
5591
5592                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5593                 rq->online = 0;
5594         }
5595 }
5596
5597 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5598 {
5599         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5600
5601         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5602 }
5603
5604 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5605
5606 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5607
5608 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5609
5610 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5611 {
5612         sched_debug_enabled = 1;
5613
5614         return 0;
5615 }
5616 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5617
5618 static inline bool sched_debug(void)
5619 {
5620         return sched_debug_enabled;
5621 }
5622
5623 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5624                                   struct cpumask *groupmask)
5625 {
5626         struct sched_group *group = sd->groups;
5627
5628         cpumask_clear(groupmask);
5629
5630         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5631
5632         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5633                 printk("does not load-balance\n");
5634                 if (sd->parent)
5635                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5636                                         " has parent");
5637                 return -1;
5638         }
5639
5640         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5641                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5642
5643         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5644                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5645                                 "CPU%d\n", cpu);
5646         }
5647         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5648                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5649                                 " CPU%d\n", cpu);
5650         }
5651
5652         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5653         do {
5654                 if (!group) {
5655                         printk("\n");
5656                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5657                         break;
5658                 }
5659
5660                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5661                         printk(KERN_CONT "\n");
5662                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5663                         break;
5664                 }
5665
5666                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5667                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5668                         printk(KERN_CONT "\n");
5669                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5670                         break;
5671                 }
5672
5673                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5674
5675                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5676                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5677                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5678                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5679                                 group->sgc->capacity);
5680                 }
5681
5682                 group = group->next;
5683         } while (group != sd->groups);
5684         printk(KERN_CONT "\n");
5685
5686         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5687                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5688
5689         if (sd->parent &&
5690             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5691                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5692                         "of domain->span\n");
5693         return 0;
5694 }
5695
5696 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5697 {
5698         int level = 0;
5699
5700         if (!sched_debug_enabled)
5701                 return;
5702
5703         if (!sd) {
5704                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5705                 return;
5706         }
5707
5708         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5709
5710         for (;;) {
5711                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5712                         break;
5713                 level++;
5714                 sd = sd->parent;
5715                 if (!sd)
5716                         break;
5717         }
5718 }
5719 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5720 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5721 static inline bool sched_debug(void)
5722 {
5723         return false;
5724 }
5725 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5726
5727 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5728 {
5729         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5730                 return 1;
5731
5732         /* Following flags need at least 2 groups */
5733         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5734                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5735                          SD_BALANCE_FORK |
5736                          SD_BALANCE_EXEC |
5737                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5738                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5739                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5740                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5741                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5742                         return 0;
5743         }
5744
5745         /* Following flags don't use groups */
5746         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5747                 return 0;
5748
5749         return 1;
5750 }
5751
5752 static int
5753 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5754 {
5755         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5756
5757         if (sd_degenerate(parent))
5758                 return 1;
5759
5760         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5761                 return 0;
5762
5763         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5764         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5765                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5766                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5767                                 SD_BALANCE_FORK |
5768                                 SD_BALANCE_EXEC |
5769                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5770                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5771                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5772                                 SD_PREFER_SIBLING |
5773                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5774                 if (nr_node_ids == 1)
5775                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5776         }
5777         if (~cflags & pflags)
5778                 return 0;
5779
5780         return 1;
5781 }
5782
5783 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5784 {
5785         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5786
5787         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5788         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5789         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5790         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5791         free_cpumask_var(rd->online);
5792         free_cpumask_var(rd->span);
5793         kfree(rd);
5794 }
5795
5796 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5797 {
5798         struct root_domain *old_rd = NULL;
5799         unsigned long flags;
5800
5801         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5802
5803         if (rq->rd) {
5804                 old_rd = rq->rd;
5805
5806                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5807                         set_rq_offline(rq);
5808
5809                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5810
5811                 /*
5812                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5813                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5814                  * in this function:
5815                  */
5816                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5817                         old_rd = NULL;
5818         }
5819
5820         atomic_inc(&rd->refcount);
5821         rq->rd = rd;
5822
5823         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5824         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5825                 set_rq_online(rq);
5826
5827         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5828
5829         if (old_rd)
5830                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5831 }
5832
5833 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5834 {
5835         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5836
5837         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5838                 goto out;
5839         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5840                 goto free_span;
5841         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5842                 goto free_online;
5843         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5844                 goto free_dlo_mask;
5845
5846         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5847         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5848                 goto free_dlo_mask;
5849
5850         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5851                 goto free_rto_mask;
5852         return 0;
5853
5854 free_rto_mask:
5855         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5856 free_dlo_mask:
5857         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5858 free_online:
5859         free_cpumask_var(rd->online);
5860 free_span:
5861         free_cpumask_var(rd->span);
5862 out:
5863         return -ENOMEM;
5864 }
5865
5866 /*
5867  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5868  * members (mimicking the global state we have today).
5869  */
5870 struct root_domain def_root_domain;
5871
5872 static void init_defrootdomain(void)
5873 {
5874         init_rootdomain(&def_root_domain);
5875
5876         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5877 }
5878
5879 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5880 {
5881         struct root_domain *rd;
5882
5883         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5884         if (!rd)
5885                 return NULL;
5886
5887         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5888                 kfree(rd);
5889                 return NULL;
5890         }
5891
5892         return rd;
5893 }
5894
5895 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5896 {
5897         struct sched_group *tmp, *first;
5898
5899         if (!sg)
5900                 return;
5901
5902         first = sg;
5903         do {
5904                 tmp = sg->next;
5905
5906                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5907                         kfree(sg->sgc);
5908
5909                 kfree(sg);
5910                 sg = tmp;
5911         } while (sg != first);
5912 }
5913
5914 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5915 {
5916         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5917
5918         /*
5919          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5920          * nuke them all.
5921          */
5922         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5923                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5924         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5925                 kfree(sd->groups->sgc);
5926                 kfree(sd->groups);
5927         }
5928         kfree(sd);
5929 }
5930
5931 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5932 {
5933         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5934 }
5935
5936 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5937 {
5938         for (; sd; sd = sd->parent)
5939                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5940 }
5941
5942 /*
5943  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5944  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5945  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5946  *
5947  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5948  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5949  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5950  */
5951 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5952 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5953 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5954 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5955 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5956 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5957
5958 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5959 {
5960         struct sched_domain *sd;
5961         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
5962         int id = cpu;
5963         int size = 1;
5964
5965         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5966         if (sd) {
5967                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5968                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5969                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
5970         }
5971         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
5972
5973         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5974         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
5975         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5976
5977         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
5978         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
5979
5980         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
5981         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
5982 }
5983
5984 /*
5985  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5986  * hold the hotplug lock.
5987  */
5988 static void
5989 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5990 {
5991         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5992         struct sched_domain *tmp;
5993
5994         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5995         for (tmp = sd; tmp; ) {
5996                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5997                 if (!parent)
5998                         break;
5999
6000                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6001                         tmp->parent = parent->parent;
6002                         if (parent->parent)
6003                                 parent->parent->child = tmp;
6004                         /*
6005                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6006                          * degenerate parent; the spans match for this
6007                          * so the property transfers.
6008                          */
6009                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6010                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6011                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6012                 } else
6013                         tmp = tmp->parent;
6014         }
6015
6016         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6017                 tmp = sd;
6018                 sd = sd->parent;
6019                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6020                 if (sd)
6021                         sd->child = NULL;
6022         }
6023
6024         sched_domain_debug(sd, cpu);
6025
6026         rq_attach_root(rq, rd);
6027         tmp = rq->sd;
6028         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6029         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6030
6031         update_top_cache_domain(cpu);
6032 }
6033
6034 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6035 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6036 {
6037         int ret;
6038
6039         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6040         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6041         if (ret) {
6042                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6043                 return 0;
6044         }
6045         return 1;
6046 }
6047 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6048
6049 struct s_data {
6050         struct sched_domain ** __percpu sd;
6051         struct root_domain      *rd;
6052 };
6053
6054 enum s_alloc {
6055         sa_rootdomain,
6056         sa_sd,
6057         sa_sd_storage,
6058         sa_none,
6059 };
6060
6061 /*
6062  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6063  * domain traversal.
6064  *
6065  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6066  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6067  * range.
6068  *
6069  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6070  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6071  * cpu they're built on, so check that.
6072  *
6073  */
6074 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6075 {
6076         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6077         struct sd_data *sdd = sd->private;
6078         struct sched_domain *sibling;
6079         int i;
6080
6081         for_each_cpu(i, span) {
6082                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6083                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6084                         continue;
6085
6086                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6087         }
6088 }
6089
6090 /*
6091  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6092  * of this group that's also in the iteration mask.
6093  */
6094 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6095 {
6096         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6097 }
6098
6099 static int
6100 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6101 {
6102         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6103         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6104         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6105         struct sd_data *sdd = sd->private;
6106         struct sched_domain *sibling;
6107         int i;
6108
6109         cpumask_clear(covered);
6110
6111         for_each_cpu(i, span) {
6112                 struct cpumask *sg_span;
6113
6114                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6115                         continue;
6116
6117                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6118
6119                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6120                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6121                         continue;
6122
6123                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6124                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6125
6126                 if (!sg)
6127                         goto fail;
6128
6129                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6130                 if (sibling->child)
6131                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6132                 else
6133                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6134
6135                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6136
6137                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6138                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6139                         build_group_mask(sd, sg);
6140
6141                 /*
6142                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6143                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6144                  * die on a /0 trap.
6145                  */
6146                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6147
6148                 /*
6149                  * Make sure the first group of this domain contains the
6150                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6151                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6152                  */
6153                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6154                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6155                         groups = sg;
6156
6157                 if (!first)
6158                         first = sg;
6159                 if (last)
6160                         last->next = sg;
6161                 last = sg;
6162                 last->next = first;
6163         }
6164         sd->groups = groups;
6165
6166         return 0;
6167
6168 fail:
6169         free_sched_groups(first, 0);
6170
6171         return -ENOMEM;
6172 }
6173
6174 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6175 {
6176         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6177         struct sched_domain *child = sd->child;
6178
6179         if (child)
6180                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6181
6182         if (sg) {
6183                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6184                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6185                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6186         }
6187
6188         return cpu;
6189 }
6190
6191 /*
6192  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6193  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6194  * and ->cpu_capacity to 0.
6195  *
6196  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6197  */
6198 static int
6199 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6200 {
6201         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6202         struct sd_data *sdd = sd->private;
6203         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6204         struct cpumask *covered;
6205         int i;
6206
6207         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6208         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6209
6210         if (cpu != cpumask_first(span))
6211                 return 0;
6212
6213         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6214         covered = sched_domains_tmpmask;
6215
6216         cpumask_clear(covered);
6217
6218         for_each_cpu(i, span) {
6219                 struct sched_group *sg;
6220                 int group, j;
6221
6222                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6223                         continue;
6224
6225                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6226                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6227
6228                 for_each_cpu(j, span) {
6229                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6230                                 continue;
6231
6232                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6233                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6234                 }
6235
6236                 if (!first)
6237                         first = sg;
6238                 if (last)
6239                         last->next = sg;
6240                 last = sg;
6241         }
6242         last->next = first;
6243
6244         return 0;
6245 }
6246
6247 /*
6248  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6249  *
6250  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6251  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6252  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6253  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6254  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6255  * group having less cpu_capacity.
6256  */
6257 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6258 {
6259         struct sched_group *sg = sd->groups;
6260
6261         WARN_ON(!sg);
6262
6263         do {
6264                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6265                 sg = sg->next;
6266         } while (sg != sd->groups);
6267
6268         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6269                 return;
6270
6271         update_group_capacity(sd, cpu);
6272         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6273 }
6274
6275 /*
6276  * Initializers for schedule domains
6277  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6278  */
6279
6280 static int default_relax_domain_level = -1;
6281 int sched_domain_level_max;
6282
6283 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6284 {
6285         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6286                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6287
6288         return 1;
6289 }
6290 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6291
6292 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6293                                  struct sched_domain_attr *attr)
6294 {
6295         int request;
6296
6297         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6298                 if (default_relax_domain_level < 0)
6299                         return;
6300                 else
6301                         request = default_relax_domain_level;
6302         } else
6303                 request = attr->relax_domain_level;
6304         if (request < sd->level) {
6305                 /* turn off idle balance on this domain */
6306                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6307         } else {
6308                 /* turn on idle balance on this domain */
6309                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6310         }
6311 }
6312
6313 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6314 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6315
6316 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6317                                  const struct cpumask *cpu_map)
6318 {
6319         switch (what) {
6320         case sa_rootdomain:
6321                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6322                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6323         case sa_sd:
6324                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6325         case sa_sd_storage:
6326                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6327         case sa_none:
6328                 break;
6329         }
6330 }
6331
6332 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6333                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6334 {
6335         memset(d, 0, sizeof(*d));
6336
6337         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6338                 return sa_sd_storage;
6339         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6340         if (!d->sd)
6341                 return sa_sd_storage;
6342         d->rd = alloc_rootdomain();
6343         if (!d->rd)
6344                 return sa_sd;
6345         return sa_rootdomain;
6346 }
6347
6348 /*
6349  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6350  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6351  * will not free the data we're using.
6352  */
6353 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6354 {
6355         struct sd_data *sdd = sd->private;
6356
6357         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6358         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6359
6360         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6361                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6362
6363         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6364                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6365 }
6366
6367 #ifdef CONFIG_NUMA
6368 static int sched_domains_numa_levels;
6369 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6370 static int *sched_domains_numa_distance;
6371 int sched_max_numa_distance;
6372 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6373 static int sched_domains_curr_level;
6374 #endif
6375
6376 /*
6377  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6378  *
6379  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6380  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6381  * function:
6382  *
6383  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6384  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6385  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6386  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6387  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6388  *
6389  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6390  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6391  *
6392  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6393  */
6394 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6395         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6396          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6397          SD_NUMA |                      \
6398          SD_ASYM_PACKING |              \
6399          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6400          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6401
6402 static struct sched_domain *
6403 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6404         struct sched_domain *child, int cpu)
6405 {
6406         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6407         int sd_weight, sd_flags = 0;
6408
6409 #ifdef CONFIG_NUMA
6410         /*
6411          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6412          */
6413         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6414 #endif
6415
6416         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6417
6418         if (tl->sd_flags)
6419                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6420         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6421                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6422                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6423
6424         *sd = (struct sched_domain){
6425                 .min_interval           = sd_weight,
6426                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6427                 .busy_factor            = 32,
6428                 .imbalance_pct          = 125,
6429
6430                 .cache_nice_tries       = 0,
6431                 .busy_idx               = 0,
6432                 .idle_idx               = 0,
6433                 .newidle_idx            = 0,
6434                 .wake_idx               = 0,
6435                 .forkexec_idx           = 0,
6436
6437                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6438                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6439                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6440                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6441                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6442                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6443                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6444                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6445                                         | 0*SD_SERIALIZE
6446                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6447                                         | 0*SD_NUMA
6448                                         | sd_flags
6449                                         ,
6450
6451                 .last_balance           = jiffies,
6452                 .balance_interval       = sd_weight,
6453                 .smt_gain               = 0,
6454                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6455                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6456                 .child                  = child,
6457 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6458                 .name                   = tl->name,
6459 #endif
6460         };
6461
6462         /*
6463          * Convert topological properties into behaviour.
6464          */
6465
6466         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6467                 struct sched_domain *t = sd;
6468
6469                 for_each_lower_domain(t)
6470                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6471         }
6472
6473         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6474                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6475                 sd->imbalance_pct = 110;
6476                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6477
6478         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6479                 sd->imbalance_pct = 117;
6480                 sd->cache_nice_tries = 1;
6481                 sd->busy_idx = 2;
6482
6483 #ifdef CONFIG_NUMA
6484         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6485                 sd->cache_nice_tries = 2;
6486                 sd->busy_idx = 3;
6487                 sd->idle_idx = 2;
6488
6489                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6490                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6491                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6492                                        SD_BALANCE_FORK |
6493                                        SD_WAKE_AFFINE);
6494                 }
6495
6496 #endif
6497         } else {
6498                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6499                 sd->cache_nice_tries = 1;
6500                 sd->busy_idx = 2;
6501                 sd->idle_idx = 1;
6502         }
6503
6504         sd->private = &tl->data;
6505
6506         return sd;
6507 }
6508
6509 /*
6510  * Topology list, bottom-up.
6511  */
6512 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6513 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6514         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6515 #endif
6516 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6517         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6518 #endif
6519         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6520         { NULL, },
6521 };
6522
6523 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6524         default_topology;
6525
6526 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6527         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6528
6529 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6530 {
6531         sched_domain_topology = tl;
6532 }
6533
6534 #ifdef CONFIG_NUMA
6535
6536 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6537 {
6538         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6539 }
6540
6541 static void sched_numa_warn(const char *str)
6542 {
6543         static int done = false;
6544         int i,j;
6545
6546         if (done)
6547                 return;
6548
6549         done = true;
6550
6551         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6552
6553         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6554                 printk(KERN_WARNING "  ");
6555                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6556                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6557                 printk(KERN_CONT "\n");
6558         }
6559         printk(KERN_WARNING "\n");
6560 }
6561
6562 bool find_numa_distance(int distance)
6563 {
6564         int i;
6565
6566         if (distance == node_distance(0, 0))
6567                 return true;
6568
6569         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6570                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6571                         return true;
6572         }
6573
6574         return false;
6575 }
6576
6577 /*
6578  * A system can have three types of NUMA topology:
6579  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6580  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6581  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6582  *
6583  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6584  * topology lies in whether communication between not directly
6585  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6586  * could run), or through backplane controllers. This affects
6587  * placement of programs.
6588  *
6589  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6590  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6591  *   is directly connected.
6592  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6593  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6594  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6595  */
6596 static void init_numa_topology_type(void)
6597 {
6598         int a, b, c, n;
6599
6600         n = sched_max_numa_distance;
6601
6602         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6603                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6604                 return;
6605         }
6606
6607         for_each_online_node(a) {
6608                 for_each_online_node(b) {
6609                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6610                         if (node_distance(a, b) < n)
6611                                 continue;
6612
6613                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6614                         for_each_online_node(c) {
6615                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6616                                     node_distance(b, c) < n) {
6617                                         sched_numa_topology_type =
6618                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6619                                         return;
6620                                 }
6621                         }
6622
6623                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6624                         return;
6625                 }
6626         }
6627 }
6628
6629 static void sched_init_numa(void)
6630 {
6631         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6632         struct sched_domain_topology_level *tl;
6633         int level = 0;
6634         int i, j, k;
6635
6636         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6637         if (!sched_domains_numa_distance)
6638                 return;
6639
6640         /*
6641          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6642          * unique distances in the node_distance() table.
6643          *
6644          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6645          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6646          */
6647         next_distance = curr_distance;
6648         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6649                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6650                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6651                                 int distance = node_distance(i, k);
6652
6653                                 if (distance > curr_distance &&
6654                                     (distance < next_distance ||
6655                                      next_distance == curr_distance))
6656                                         next_distance = distance;
6657
6658                                 /*
6659                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6660                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6661                                  * equally connected to A.
6662                                  */
6663                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6664                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6665
6666                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6667                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6668                         }
6669                         if (next_distance != curr_distance) {
6670                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6671                                 sched_domains_numa_levels = level;
6672                                 curr_distance = next_distance;
6673                         } else break;
6674                 }
6675
6676                 /*
6677                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6678                  */
6679                 if (!sched_debug())
6680                         break;
6681         }
6682
6683         if (!level)
6684                 return;
6685
6686         /*
6687          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6688          * identity distance node_distance(i,i).
6689          *
6690          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6691          * numbers.
6692          */
6693
6694         /*
6695          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6696          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6697          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6698          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6699          * in other functions.
6700          *
6701          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6702          */
6703         sched_domains_numa_levels = 0;
6704
6705         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6706         if (!sched_domains_numa_masks)
6707                 return;
6708
6709         /*
6710          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6711          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6712          */
6713         for (i = 0; i < level; i++) {
6714                 sched_domains_numa_masks[i] =
6715                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6716                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6717                         return;
6718
6719                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6720                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6721                         if (!mask)
6722                                 return;
6723
6724                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6725
6726                         for_each_node(k) {
6727                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6728                                         continue;
6729
6730                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6731                         }
6732                 }
6733         }
6734
6735         /* Compute default topology size */
6736         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6737
6738         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6739                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6740         if (!tl)
6741                 return;
6742
6743         /*
6744          * Copy the default topology bits..
6745          */
6746         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6747                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6748
6749         /*
6750          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6751          */
6752         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6753                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6754                         .mask = sd_numa_mask,
6755                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6756                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6757                         .numa_level = j,
6758                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6759                 };
6760         }
6761
6762         sched_domain_topology = tl;
6763
6764         sched_domains_numa_levels = level;
6765         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6766
6767         init_numa_topology_type();
6768 }
6769
6770 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6771 {
6772         int node = cpu_to_node(cpu);
6773         int i, j;
6774
6775         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6776                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6777                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6778                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6779                 }
6780         }
6781 }
6782
6783 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6784 {
6785         int i, j;
6786
6787         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6788                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6789                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6790         }
6791 }
6792
6793 #else
6794 static inline void sched_init_numa(void) { }
6795 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6796 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6797 #endif /* CONFIG_NUMA */
6798
6799 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6800 {
6801         struct sched_domain_topology_level *tl;
6802         int j;
6803
6804         for_each_sd_topology(tl) {
6805                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6806
6807                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6808                 if (!sdd->sd)
6809                         return -ENOMEM;
6810
6811                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6812                 if (!sdd->sg)
6813                         return -ENOMEM;
6814
6815                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6816                 if (!sdd->sgc)
6817                         return -ENOMEM;
6818
6819                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6820                         struct sched_domain *sd;
6821                         struct sched_group *sg;
6822                         struct sched_group_capacity *sgc;
6823
6824                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6825                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6826                         if (!sd)
6827                                 return -ENOMEM;
6828
6829                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6830
6831                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6832                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6833                         if (!sg)
6834                                 return -ENOMEM;
6835
6836                         sg->next = sg;
6837
6838                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6839
6840                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6841                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6842                         if (!sgc)
6843                                 return -ENOMEM;
6844
6845                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6846                 }
6847         }
6848
6849         return 0;
6850 }
6851
6852 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6853 {
6854         struct sched_domain_topology_level *tl;
6855         int j;
6856
6857         for_each_sd_topology(tl) {
6858                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6859
6860                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6861                         struct sched_domain *sd;
6862
6863                         if (sdd->sd) {
6864                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6865                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6866                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6867                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6868                         }
6869
6870                         if (sdd->sg)
6871                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6872                         if (sdd->sgc)
6873                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6874                 }
6875                 free_percpu(sdd->sd);
6876                 sdd->sd = NULL;
6877                 free_percpu(sdd->sg);
6878                 sdd->sg = NULL;
6879                 free_percpu(sdd->sgc);
6880                 sdd->sgc = NULL;
6881         }
6882 }
6883
6884 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6885                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6886                 struct sched_domain *child, int cpu)
6887 {
6888         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, child, cpu);
6889
6890         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6891         if (child) {
6892                 sd->level = child->level + 1;
6893                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6894                 child->parent = sd;
6895
6896                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6897                                     sched_domain_span(sd))) {
6898                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6899 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6900                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6901                                         child->name, sd->name);
6902 #endif
6903                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6904                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6905                                    sched_domain_span(sd),
6906                                    sched_domain_span(child));
6907                 }
6908
6909         }
6910         set_domain_attribute(sd, attr);
6911
6912         return sd;
6913 }
6914
6915 /*
6916  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6917  * to the individual cpus
6918  */
6919 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6920                                struct sched_domain_attr *attr)
6921 {
6922         enum s_alloc alloc_state;
6923         struct sched_domain *sd;
6924         struct s_data d;
6925         struct rq *rq = NULL;
6926         int i, ret = -ENOMEM;
6927
6928         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6929         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6930                 goto error;
6931
6932         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6933         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6934                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6935
6936                 sd = NULL;
6937                 for_each_sd_topology(tl) {
6938                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6939                         if (tl == sched_domain_topology)
6940                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6941                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6942                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6943                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6944                                 break;
6945                 }
6946         }
6947
6948         /* Build the groups for the domains */
6949         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6950                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6951                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6952                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6953                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6954                                         goto error;
6955                         } else {
6956                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6957                                         goto error;
6958                         }
6959                 }
6960         }
6961
6962         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
6963         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6964                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6965                         continue;
6966
6967                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6968                         claim_allocations(i, sd);
6969                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
6970                 }
6971         }
6972
6973         /* Attach the domains */
6974         rcu_read_lock();
6975         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6976                 rq = cpu_rq(i);
6977                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6978
6979                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
6980                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
6981                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
6982
6983                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6984         }
6985         rcu_read_unlock();
6986
6987         if (rq) {
6988                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
6989                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
6990         }
6991
6992         ret = 0;
6993 error:
6994         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6995         return ret;
6996 }
6997
6998 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6999 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7000 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7001                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7002
7003 /*
7004  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7005  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7006  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7007  */
7008 static cpumask_var_t fallback_doms;
7009
7010 /*
7011  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7012  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7013  * or 0 if it stayed the same.
7014  */
7015 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7016 {
7017         return 0;
7018 }
7019
7020 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7021 {
7022         int i;
7023         cpumask_var_t *doms;
7024
7025         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7026         if (!doms)
7027                 return NULL;
7028         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7029                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7030                         free_sched_domains(doms, i);
7031                         return NULL;
7032                 }
7033         }
7034         return doms;
7035 }
7036
7037 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7038 {
7039         unsigned int i;
7040         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7041                 free_cpumask_var(doms[i]);
7042         kfree(doms);
7043 }
7044
7045 /*
7046  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7047  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7048  * exclude other special cases in the future.
7049  */
7050 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7051 {
7052         int err;
7053
7054         arch_update_cpu_topology();
7055         ndoms_cur = 1;
7056         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7057         if (!doms_cur)
7058                 doms_cur = &fallback_doms;
7059         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7060         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7061         register_sched_domain_sysctl();
7062
7063         return err;
7064 }
7065
7066 /*
7067  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7068  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7069  */
7070 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7071 {
7072         int i;
7073
7074         rcu_read_lock();
7075         for_each_cpu(i, cpu_map)
7076                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7077         rcu_read_unlock();
7078 }
7079
7080 /* handle null as "default" */
7081 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7082                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7083 {
7084         struct sched_domain_attr tmp;
7085
7086         /* fast path */
7087         if (!new && !cur)
7088                 return 1;
7089
7090         tmp = SD_ATTR_INIT;
7091         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7092                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7093                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7094 }
7095
7096 /*
7097  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7098  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7099  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7100  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7101  *
7102  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7103  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7104  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7105  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7106  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7107  * it as it is.
7108  *
7109  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7110  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7111  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7112  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7113  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7114  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7115  *
7116  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7117  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7118  * and it will not create the default domain.
7119  *
7120  * Call with hotplug lock held
7121  */
7122 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7123                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7124 {
7125         int i, j, n;
7126         int new_topology;
7127
7128         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7129
7130         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7131         unregister_sched_domain_sysctl();
7132
7133         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7134         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7135
7136         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7137
7138         /* Destroy deleted domains */
7139         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7140                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7141                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7142                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7143                                 goto match1;
7144                 }
7145                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7146                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7147 match1:
7148                 ;
7149         }
7150
7151         n = ndoms_cur;
7152         if (doms_new == NULL) {
7153                 n = 0;
7154                 doms_new = &fallback_doms;
7155                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7156                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7157         }
7158
7159         /* Build new domains */
7160         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7161                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7162                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7163                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7164                                 goto match2;
7165                 }
7166                 /* no match - add a new doms_new */
7167                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7168 match2:
7169                 ;
7170         }
7171
7172         /* Remember the new sched domains */
7173         if (doms_cur != &fallback_doms)
7174                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7175         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7176         doms_cur = doms_new;
7177         dattr_cur = dattr_new;
7178         ndoms_cur = ndoms_new;
7179
7180         register_sched_domain_sysctl();
7181
7182         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7183 }
7184
7185 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7186
7187 /*
7188  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7189  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7190  * around partition_sched_domains().
7191  *
7192  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7193  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7194  */
7195 static void cpuset_cpu_active(void)
7196 {
7197         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7198                 /*
7199                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7200                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7201                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7202                  * domain, ignoring cpusets.
7203                  */
7204                 num_cpus_frozen--;
7205                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7206                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7207                         return;
7208                 }
7209                 /*
7210                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7211                  * restore the original sched domains by considering the
7212                  * cpuset configurations.
7213                  */
7214         }
7215         cpuset_update_active_cpus(true);
7216 }
7217
7218 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7219 {
7220         unsigned long flags;
7221         struct dl_bw *dl_b;
7222         bool overflow;
7223         int cpus;
7224
7225         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7226                 rcu_read_lock_sched();
7227                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7228
7229                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7230                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7231                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7233
7234                 rcu_read_unlock_sched();
7235
7236                 if (overflow)
7237                         return -EBUSY;
7238                 cpuset_update_active_cpus(false);
7239         } else {
7240                 num_cpus_frozen++;
7241                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7242         }
7243         return 0;
7244 }
7245
7246 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7247 {
7248         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7249         unsigned long flags;
7250
7251         set_cpu_active(cpu, true);
7252
7253         if (sched_smp_initialized) {
7254                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7255                 cpuset_cpu_active();
7256         }
7257
7258         /*
7259          * Put the rq online, if not already. This happens:
7260          *
7261          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7262          *    after all cpus have been brought up.
7263          *
7264          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7265          *    domains.
7266          */
7267         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7268         if (rq->rd) {
7269                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7270                 set_rq_online(rq);
7271         }
7272         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7273
7274         update_max_interval();
7275
7276         return 0;
7277 }
7278
7279 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7280 {
7281         int ret;
7282
7283         set_cpu_active(cpu, false);
7284         /*
7285          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7286          * users of this state to go away such that all new such users will
7287          * observe it.
7288          *
7289          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7290          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7291          *
7292          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7293          */
7294         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7295                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7296         else
7297                 synchronize_rcu();
7298
7299         if (!sched_smp_initialized)
7300                 return 0;
7301
7302         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7303         if (ret) {
7304                 set_cpu_active(cpu, true);
7305                 return ret;
7306         }
7307         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7308         return 0;
7309 }
7310
7311 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7312 {
7313         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7314
7315         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7316         update_max_interval();
7317 }
7318
7319 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7320 {
7321         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7322         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7323         return 0;
7324 }
7325
7326 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7327 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7328 {
7329         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7330         unsigned long flags;
7331
7332         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7333         sched_ttwu_pending();
7334         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7335         if (rq->rd) {
7336                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7337                 set_rq_offline(rq);
7338         }
7339         migrate_tasks(rq);
7340         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7341         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7342         calc_load_migrate(rq);
7343         update_max_interval();
7344         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7345         hrtick_clear(rq);
7346         return 0;
7347 }
7348 #endif
7349
7350 void __init sched_init_smp(void)
7351 {
7352         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7353
7354         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7355         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7356
7357         sched_init_numa();
7358
7359         /*
7360          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7361          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7362          * happen.
7363          */
7364         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7365         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7366         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7367         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7368                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7369         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7370
7371         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7372         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7373                 BUG();
7374         sched_init_granularity();
7375         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7376
7377         init_sched_rt_class();
7378         init_sched_dl_class();
7379         sched_smp_initialized = true;
7380 }
7381
7382 static int __init migration_init(void)
7383 {
7384         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7385         return 0;
7386 }
7387 early_initcall(migration_init);
7388
7389 #else
7390 void __init sched_init_smp(void)
7391 {
7392         sched_init_granularity();
7393 }
7394 #endif /* CONFIG_SMP */
7395
7396 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7397 {
7398         return in_lock_functions(addr) ||
7399                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7400                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7401 }
7402
7403 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7404 /*
7405  * Default task group.
7406  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7407  */
7408 struct task_group root_task_group;
7409 LIST_HEAD(task_groups);
7410
7411 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7412 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7413 #endif
7414
7415 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7416
7417 void __init sched_init(void)
7418 {
7419         int i, j;
7420         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7421
7422 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7423         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7424 #endif
7425 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7426         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7427 #endif
7428         if (alloc_size) {
7429                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7430
7431 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7432                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7433                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7434
7435                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7436                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7437
7438 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7439 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7440                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7441                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7442
7443                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7444                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7445
7446 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7447         }
7448 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7449         for_each_possible_cpu(i) {
7450                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7451                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7452         }
7453 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7454
7455         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7456                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7457         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7458                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7459
7460 #ifdef CONFIG_SMP
7461         init_defrootdomain();
7462 #endif
7463
7464 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7465         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7466                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7467 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7468
7469 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7470         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7471
7472         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7473         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7474         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7475         autogroup_init(&init_task);
7476 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7477
7478         for_each_possible_cpu(i) {
7479                 struct rq *rq;
7480
7481                 rq = cpu_rq(i);
7482                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7483                 rq->nr_running = 0;
7484                 rq->calc_load_active = 0;
7485                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7486                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7487                 init_rt_rq(&rq->rt);
7488                 init_dl_rq(&rq->dl);
7489 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7490                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7491                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7492                 /*
7493                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7494                  *
7495                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7496                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7497                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7498                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7499                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7500                  * (se->load.weight).
7501                  *
7502                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7503                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7504                  * then A0's share of the cpu resource is:
7505                  *
7506                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7507                  *
7508                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7509                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7510                  */
7511                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7512                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7513 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7514
7515                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7516 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7517                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7518 #endif
7519
7520                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7521                         rq->cpu_load[j] = 0;
7522
7523 #ifdef CONFIG_SMP
7524                 rq->sd = NULL;
7525                 rq->rd = NULL;
7526                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7527                 rq->balance_callback = NULL;
7528                 rq->active_balance = 0;
7529                 rq->next_balance = jiffies;
7530                 rq->push_cpu = 0;
7531                 rq->cpu = i;
7532                 rq->online = 0;
7533                 rq->idle_stamp = 0;
7534                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7535                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7536
7537                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7538
7539                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7540 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7541                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7542                 rq->nohz_flags = 0;
7543 #endif
7544 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7545                 rq->last_sched_tick = 0;
7546 #endif
7547 #endif /* CONFIG_SMP */
7548                 init_rq_hrtick(rq);
7549                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7550         }
7551
7552         set_load_weight(&init_task);
7553
7554         /*
7555          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7556          */
7557         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7558         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7559
7560         /*
7561          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7562          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7563          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7564          * when this runqueue becomes "idle".
7565          */
7566         init_idle(current, smp_processor_id());
7567
7568         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7569
7570 #ifdef CONFIG_SMP
7571         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7572         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7573         if (cpu_isolated_map == NULL)
7574                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7575         idle_thread_set_boot_cpu();
7576         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7577 #endif
7578         init_sched_fair_class();
7579
7580         init_schedstats();
7581
7582         scheduler_running = 1;
7583 }
7584
7585 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7586 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7587 {
7588         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7589
7590         return (nested == preempt_offset);
7591 }
7592
7593 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7594 {
7595         /*
7596          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7597          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7598          * otherwise we will destroy state.
7599          */
7600         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7601                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7602                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7603                         current->state,
7604                         (void *)current->task_state_change,
7605                         (void *)current->task_state_change);
7606
7607         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7608 }
7609 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7610
7611 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7612 {
7613         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7614         unsigned long preempt_disable_ip;
7615
7616         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7617         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7618              !is_idle_task(current)) ||
7619             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7620                 return;
7621         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7622                 return;
7623         prev_jiffy = jiffies;
7624
7625         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7626         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7627
7628         printk(KERN_ERR
7629                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7630                         file, line);
7631         printk(KERN_ERR
7632                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7633                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7634                         current->pid, current->comm);
7635
7636         if (task_stack_end_corrupted(current))
7637                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7638
7639         debug_show_held_locks(current);
7640         if (irqs_disabled())
7641                 print_irqtrace_events(current);
7642         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7643             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7644                 pr_err("Preemption disabled at:");
7645                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7646                 pr_cont("\n");
7647         }
7648         dump_stack();
7649         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7650 }
7651 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7652 #endif
7653
7654 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7655 void normalize_rt_tasks(void)
7656 {
7657         struct task_struct *g, *p;
7658         struct sched_attr attr = {
7659                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7660         };
7661
7662         read_lock(&tasklist_lock);
7663         for_each_process_thread(g, p) {
7664                 /*
7665                  * Only normalize user tasks:
7666                  */
7667                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7668                         continue;
7669
7670                 p->se.exec_start = 0;
7671                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7672                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7673                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7674
7675                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7676                         /*
7677                          * Renice negative nice level userspace
7678                          * tasks back to 0:
7679                          */
7680                         if (task_nice(p) < 0)
7681                                 set_user_nice(p, 0);
7682                         continue;
7683                 }
7684
7685                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7686         }
7687         read_unlock(&tasklist_lock);
7688 }
7689
7690 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7691
7692 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7693 /*
7694  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7695  *
7696  * They can only be called when the whole system has been
7697  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7698  * activity can take place. Using them for anything else would
7699  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7700  * under any other configuration.
7701  */
7702
7703 /**
7704  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7705  * @cpu: the processor in question.
7706  *
7707  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7708  *
7709  * Return: The current task for @cpu.
7710  */
7711 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7712 {
7713         return cpu_curr(cpu);
7714 }
7715
7716 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7717
7718 #ifdef CONFIG_IA64
7719 /**
7720  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7721  * @cpu: the processor in question.
7722  * @p: the task pointer to set.
7723  *
7724  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7725  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7726  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7727  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7728  * and caller must save the original value of the current task (see
7729  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7730  * re-starting the system.
7731  *
7732  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7733  */
7734 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7735 {
7736         cpu_curr(cpu) = p;
7737 }
7738
7739 #endif
7740
7741 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7742 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7743 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7744
7745 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7746 {
7747         free_fair_sched_group(tg);
7748         free_rt_sched_group(tg);
7749         autogroup_free(tg);
7750         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7751 }
7752
7753 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7754 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7755 {
7756         struct task_group *tg;
7757
7758         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7759         if (!tg)
7760                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7761
7762         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7763                 goto err;
7764
7765         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7766                 goto err;
7767
7768         return tg;
7769
7770 err:
7771         sched_free_group(tg);
7772         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7773 }
7774
7775 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7776 {
7777         unsigned long flags;
7778
7779         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7780         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7781
7782         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7783
7784         tg->parent = parent;
7785         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7786         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7787         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7788
7789         online_fair_sched_group(tg);
7790 }
7791
7792 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7793 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7794 {
7795         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7796         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7797 }
7798
7799 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7800 {
7801         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7802         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7803 }
7804
7805 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7806 {
7807         unsigned long flags;
7808
7809         /* end participation in shares distribution */
7810         unregister_fair_sched_group(tg);
7811
7812         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7813         list_del_rcu(&tg->list);
7814         list_del_rcu(&tg->siblings);
7815         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7816 }
7817
7818 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7819 {
7820         struct task_group *tg;
7821
7822         /*
7823          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7824          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7825          * to prevent lockdep warnings.
7826          */
7827         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7828                           struct task_group, css);
7829         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7830         tsk->sched_task_group = tg;
7831
7832 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7833         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7834                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7835         else
7836 #endif
7837                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7838 }
7839
7840 /*
7841  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7842  *
7843  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7844  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7845  * its new group.
7846  */
7847 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7848 {
7849         int queued, running;
7850         struct rq_flags rf;
7851         struct rq *rq;
7852
7853         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7854
7855         running = task_current(rq, tsk);
7856         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7857
7858         if (queued)
7859                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7860         if (unlikely(running))
7861                 put_prev_task(rq, tsk);
7862
7863         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7864
7865         if (unlikely(running))
7866                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7867         if (queued)
7868                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
7869
7870         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7871 }
7872 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7873
7874 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7875 /*
7876  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7877  */
7878 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7879
7880 /* Must be called with tasklist_lock held */
7881 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7882 {
7883         struct task_struct *g, *p;
7884
7885         /*
7886          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7887          */
7888         if (task_group_is_autogroup(tg))
7889                 return 0;
7890
7891         for_each_process_thread(g, p) {
7892                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7893                         return 1;
7894         }
7895
7896         return 0;
7897 }
7898
7899 struct rt_schedulable_data {
7900         struct task_group *tg;
7901         u64 rt_period;
7902         u64 rt_runtime;
7903 };
7904
7905 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7906 {
7907         struct rt_schedulable_data *d = data;
7908         struct task_group *child;
7909         unsigned long total, sum = 0;
7910         u64 period, runtime;
7911
7912         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7913         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7914
7915         if (tg == d->tg) {
7916                 period = d->rt_period;
7917                 runtime = d->rt_runtime;
7918         }
7919
7920         /*
7921          * Cannot have more runtime than the period.
7922          */
7923         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7924                 return -EINVAL;
7925
7926         /*
7927          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7928          */
7929         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7930                 return -EBUSY;
7931
7932         total = to_ratio(period, runtime);
7933
7934         /*
7935          * Nobody can have more than the global setting allows.
7936          */
7937         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7938                 return -EINVAL;
7939
7940         /*
7941          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7942          */
7943         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7944                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7945                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7946
7947                 if (child == d->tg) {
7948                         period = d->rt_period;
7949                         runtime = d->rt_runtime;
7950                 }
7951
7952                 sum += to_ratio(period, runtime);
7953         }
7954
7955         if (sum > total)
7956                 return -EINVAL;
7957
7958         return 0;
7959 }
7960
7961 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7962 {
7963         int ret;
7964
7965         struct rt_schedulable_data data = {
7966                 .tg = tg,
7967                 .rt_period = period,
7968                 .rt_runtime = runtime,
7969         };
7970
7971         rcu_read_lock();
7972         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7973         rcu_read_unlock();
7974
7975         return ret;
7976 }
7977
7978 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7979                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7980 {
7981         int i, err = 0;
7982
7983         /*
7984          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
7985          * kernel creating (and or operating) RT threads.
7986          */
7987         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
7988                 return -EINVAL;
7989
7990         /* No period doesn't make any sense. */
7991         if (rt_period == 0)
7992                 return -EINVAL;
7993
7994         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7995         read_lock(&tasklist_lock);
7996         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7997         if (err)
7998                 goto unlock;
7999
8000         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8001         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8002         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8003
8004         for_each_possible_cpu(i) {
8005                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8006
8007                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8008                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8009                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8010         }
8011         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8012 unlock:
8013         read_unlock(&tasklist_lock);
8014         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8015
8016         return err;
8017 }
8018
8019 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8020 {
8021         u64 rt_runtime, rt_period;
8022
8023         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8024         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8025         if (rt_runtime_us < 0)
8026                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8027
8028         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8029 }
8030
8031 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8032 {
8033         u64 rt_runtime_us;
8034
8035         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8036                 return -1;
8037
8038         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8039         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8040         return rt_runtime_us;
8041 }
8042
8043 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8044 {
8045         u64 rt_runtime, rt_period;
8046
8047         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8048         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8049
8050         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8051 }
8052
8053 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8054 {
8055         u64 rt_period_us;
8056
8057         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8058         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8059         return rt_period_us;
8060 }
8061 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8062
8063 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8064 static int sched_rt_global_constraints(void)
8065 {
8066         int ret = 0;
8067
8068         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8069         read_lock(&tasklist_lock);
8070         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8071         read_unlock(&tasklist_lock);
8072         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8073
8074         return ret;
8075 }
8076
8077 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8078 {
8079         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8080         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8081                 return 0;
8082
8083         return 1;
8084 }
8085
8086 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8087 static int sched_rt_global_constraints(void)
8088 {
8089         unsigned long flags;
8090         int i;
8091
8092         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8093         for_each_possible_cpu(i) {
8094                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8095
8096                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8097                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8098                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8099         }
8100         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8101
8102         return 0;
8103 }
8104 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8105
8106 static int sched_dl_global_validate(void)
8107 {
8108         u64 runtime = global_rt_runtime();
8109         u64 period = global_rt_period();
8110         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8111         struct dl_bw *dl_b;
8112         int cpu, ret = 0;
8113         unsigned long flags;
8114
8115         /*
8116          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8117          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8118          * any of the root_domains.
8119          *
8120          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8121          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8122          * solutions is welcome!
8123          */
8124         for_each_possible_cpu(cpu) {
8125                 rcu_read_lock_sched();
8126                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8127
8128                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8129                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8130                         ret = -EBUSY;
8131                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8132
8133                 rcu_read_unlock_sched();
8134
8135                 if (ret)
8136                         break;
8137         }
8138
8139         return ret;
8140 }
8141
8142 static void sched_dl_do_global(void)
8143 {
8144         u64 new_bw = -1;
8145         struct dl_bw *dl_b;
8146         int cpu;
8147         unsigned long flags;
8148
8149         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8150         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8151
8152         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8153                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8154
8155         /*
8156          * FIXME: As above...
8157          */
8158         for_each_possible_cpu(cpu) {
8159                 rcu_read_lock_sched();
8160                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8161
8162                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8163                 dl_b->bw = new_bw;
8164                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8165
8166                 rcu_read_unlock_sched();
8167         }
8168 }
8169
8170 static int sched_rt_global_validate(void)
8171 {
8172         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8173                 return -EINVAL;
8174
8175         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8176                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8177                 return -EINVAL;
8178
8179         return 0;
8180 }
8181
8182 static void sched_rt_do_global(void)
8183 {
8184         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8185         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8186 }
8187
8188 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8189                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8190                 loff_t *ppos)
8191 {
8192         int old_period, old_runtime;
8193         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8194         int ret;
8195
8196         mutex_lock(&mutex);
8197         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8198         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8199
8200         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8201
8202         if (!ret && write) {
8203                 ret = sched_rt_global_validate();
8204                 if (ret)
8205                         goto undo;
8206
8207                 ret = sched_dl_global_validate();
8208                 if (ret)
8209                         goto undo;
8210
8211                 ret = sched_rt_global_constraints();
8212                 if (ret)
8213                         goto undo;
8214
8215                 sched_rt_do_global();
8216                 sched_dl_do_global();
8217         }
8218         if (0) {
8219 undo:
8220                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8221                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8222         }
8223         mutex_unlock(&mutex);
8224
8225         return ret;
8226 }
8227
8228 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8229                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8230                 loff_t *ppos)
8231 {
8232         int ret;
8233         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8234
8235         mutex_lock(&mutex);
8236         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8237         /* make sure that internally we keep jiffies */
8238         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8239         if (!ret && write) {
8240                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8241                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8242         }
8243         mutex_unlock(&mutex);
8244         return ret;
8245 }
8246
8247 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8248
8249 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8250 {
8251         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8252 }
8253
8254 static struct cgroup_subsys_state *
8255 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8256 {
8257         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8258         struct task_group *tg;
8259
8260         if (!parent) {
8261                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8262                 return &root_task_group.css;
8263         }
8264
8265         tg = sched_create_group(parent);
8266         if (IS_ERR(tg))
8267                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8268
8269         sched_online_group(tg, parent);
8270
8271         return &tg->css;
8272 }
8273
8274 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8275 {
8276         struct task_group *tg = css_tg(css);
8277
8278         sched_offline_group(tg);
8279 }
8280
8281 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8282 {
8283         struct task_group *tg = css_tg(css);
8284
8285         /*
8286          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8287          */
8288         sched_free_group(tg);
8289 }
8290
8291 /*
8292  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8293  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8294  */
8295 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8296 {
8297         struct rq_flags rf;
8298         struct rq *rq;
8299
8300         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8301
8302         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8303
8304         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8305 }
8306
8307 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8308 {
8309         struct task_struct *task;
8310         struct cgroup_subsys_state *css;
8311         int ret = 0;
8312
8313         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8314 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8315                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8316                         return -EINVAL;
8317 #else
8318                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8319                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8320                         return -EINVAL;
8321 #endif
8322                 /*
8323                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8324                  * running, we're sure to observe its full state.
8325                  */
8326                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8327                 /*
8328                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8329                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8330                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8331                  */
8332                 if (task->state == TASK_NEW)
8333                         ret = -EINVAL;
8334                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8335
8336                 if (ret)
8337                         break;
8338         }
8339         return ret;
8340 }
8341
8342 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8343 {
8344         struct task_struct *task;
8345         struct cgroup_subsys_state *css;
8346
8347         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8348                 sched_move_task(task);
8349 }
8350
8351 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8352 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8353                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8354 {
8355         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8356 }
8357
8358 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8359                                struct cftype *cft)
8360 {
8361         struct task_group *tg = css_tg(css);
8362
8363         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8364 }
8365
8366 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8367 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8368
8369 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8370 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8371
8372 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8373
8374 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8375 {
8376         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8377         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8378
8379         if (tg == &root_task_group)
8380                 return -EINVAL;
8381
8382         /*
8383          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8384          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8385          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8386          */
8387         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8388                 return -EINVAL;
8389
8390         /*
8391          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8392          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8393          * feasibility.
8394          */
8395         if (period > max_cfs_quota_period)
8396                 return -EINVAL;
8397
8398         /*
8399          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8400          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8401          */
8402         get_online_cpus();
8403         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8404         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8405         if (ret)
8406                 goto out_unlock;
8407
8408         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8409         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8410         /*
8411          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8412          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8413          */
8414         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8415                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8416         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8417         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8418         cfs_b->quota = quota;
8419
8420         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8421         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8422         if (runtime_enabled)
8423                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8424         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8425
8426         for_each_online_cpu(i) {
8427                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8428                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8429
8430                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8431                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8432                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8433
8434                 if (cfs_rq->throttled)
8435                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8436                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8437         }
8438         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8439                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8440 out_unlock:
8441         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8442         put_online_cpus();
8443
8444         return ret;
8445 }
8446
8447 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8448 {
8449         u64 quota, period;
8450
8451         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8452         if (cfs_quota_us < 0)
8453                 quota = RUNTIME_INF;
8454         else
8455                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8456
8457         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8458 }
8459
8460 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8461 {
8462         u64 quota_us;
8463
8464         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8465                 return -1;
8466
8467         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8468         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8469
8470         return quota_us;
8471 }
8472
8473 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8474 {
8475         u64 quota, period;
8476
8477         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8478         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8479
8480         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8481 }
8482
8483 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8484 {
8485         u64 cfs_period_us;
8486
8487         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8488         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8489
8490         return cfs_period_us;
8491 }
8492
8493 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8494                                   struct cftype *cft)
8495 {
8496         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8497 }
8498
8499 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8500                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8501 {
8502         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8503 }
8504
8505 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8506                                    struct cftype *cft)
8507 {
8508         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8509 }
8510
8511 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8512                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8513 {
8514         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8515 }
8516
8517 struct cfs_schedulable_data {
8518         struct task_group *tg;
8519         u64 period, quota;
8520 };
8521
8522 /*
8523  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8524  * note: units are usecs
8525  */
8526 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8527                                struct cfs_schedulable_data *d)
8528 {
8529         u64 quota, period;
8530
8531         if (tg == d->tg) {
8532                 period = d->period;
8533                 quota = d->quota;
8534         } else {
8535                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8536                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8537         }
8538
8539         /* note: these should typically be equivalent */
8540         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8541                 return RUNTIME_INF;
8542
8543         return to_ratio(period, quota);
8544 }
8545
8546 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8547 {
8548         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8549         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8550         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8551
8552         if (!tg->parent) {
8553                 quota = RUNTIME_INF;
8554         } else {
8555                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8556
8557                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8558                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8559
8560                 /*
8561                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8562                  * limit is set
8563                  */
8564                 if (quota == RUNTIME_INF)
8565                         quota = parent_quota;
8566                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8567                         return -EINVAL;
8568         }
8569         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8570
8571         return 0;
8572 }
8573
8574 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8575 {
8576         int ret;
8577         struct cfs_schedulable_data data = {
8578                 .tg = tg,
8579                 .period = period,
8580                 .quota = quota,
8581         };
8582
8583         if (quota != RUNTIME_INF) {
8584                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8585                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8586         }
8587
8588         rcu_read_lock();
8589         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8590         rcu_read_unlock();
8591
8592         return ret;
8593 }
8594
8595 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8596 {
8597         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8598         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8599
8600         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8601         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8602         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8603
8604         return 0;
8605 }
8606 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8607 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8608
8609 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8610 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8611                                 struct cftype *cft, s64 val)
8612 {
8613         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8614 }
8615
8616 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8617                                struct cftype *cft)
8618 {
8619         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8620 }
8621
8622 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8623                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8624 {
8625         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8626 }
8627
8628 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8629                                    struct cftype *cft)
8630 {
8631         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8632 }
8633 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8634
8635 static struct cftype cpu_files[] = {
8636 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8637         {
8638                 .name = "shares",
8639                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8640                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8641         },
8642 #endif
8643 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8644         {
8645                 .name = "cfs_quota_us",
8646                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8647                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8648         },
8649         {
8650                 .name = "cfs_period_us",
8651                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8652                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8653         },
8654         {
8655                 .name = "stat",
8656                 .seq_show = cpu_stats_show,
8657         },
8658 #endif
8659 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8660         {
8661                 .name = "rt_runtime_us",
8662                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8663                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8664         },
8665         {
8666                 .name = "rt_period_us",
8667                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8668                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8669         },
8670 #endif
8671         { }     /* terminate */
8672 };
8673
8674 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8675         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8676         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8677         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8678         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8679         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8680         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8681         .legacy_cftypes = cpu_files,
8682         .early_init     = true,
8683 };
8684
8685 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8686
8687 void dump_cpu_task(int cpu)
8688 {
8689         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8690         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8691 }
8692
8693 /*
8694  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8695  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8696  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8697  * that remained on nice 0.
8698  *
8699  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8700  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8701  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8702  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8703  * the relative distance between them is ~25%.)
8704  */
8705 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8706  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8707  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8708  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8709  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8710  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8711  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8712  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8713  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8714 };
8715
8716 /*
8717  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8718  *
8719  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8720  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8721  * into multiplications:
8722  */
8723 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8724  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8725  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8726  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8727  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8728  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8729  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8730  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8731  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8732 };