stop_machine: Avoid a sleep and wakeup in stop_one_cpu()
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/kasan.h>
30 #include <linux/mm.h>
31 #include <linux/module.h>
32 #include <linux/nmi.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/uaccess.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/context_tracking.h>
75 #include <linux/compiler.h>
76 #include <linux/frame.h>
77 #include <linux/prefetch.h>
78
79 #include <asm/switch_to.h>
80 #include <asm/tlb.h>
81 #include <asm/irq_regs.h>
82 #include <asm/mutex.h>
83 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
84 #include <asm/paravirt.h>
85 #endif
86
87 #include "sched.h"
88 #include "../workqueue_internal.h"
89 #include "../smpboot.h"
90
91 #define CREATE_TRACE_POINTS
92 #include <trace/events/sched.h>
93
94 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
95 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
96
97 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
98
99 void update_rq_clock(struct rq *rq)
100 {
101         s64 delta;
102
103         lockdep_assert_held(&rq->lock);
104
105         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
106                 return;
107
108         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
109         if (delta < 0)
110                 return;
111         rq->clock += delta;
112         update_rq_clock_task(rq, delta);
113 }
114
115 /*
116  * Debugging: various feature bits
117  */
118
119 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
120         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
121
122 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
123 #include "features.h"
124         0;
125
126 #undef SCHED_FEAT
127
128 /*
129  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
130  * Limited because this is done with IRQs disabled.
131  */
132 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
133
134 /*
135  * period over which we average the RT time consumption, measured
136  * in ms.
137  *
138  * default: 1s
139  */
140 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
141
142 /*
143  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
144  * default: 1s
145  */
146 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
147
148 __read_mostly int scheduler_running;
149
150 /*
151  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
152  * default: 0.95s
153  */
154 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
155
156 /* cpus with isolated domains */
157 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
158
159 /*
160  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
161  */
162 static struct rq *this_rq_lock(void)
163         __acquires(rq->lock)
164 {
165         struct rq *rq;
166
167         local_irq_disable();
168         rq = this_rq();
169         raw_spin_lock(&rq->lock);
170
171         return rq;
172 }
173
174 /*
175  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
176  */
177 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
178         __acquires(rq->lock)
179 {
180         struct rq *rq;
181
182         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
183
184         for (;;) {
185                 rq = task_rq(p);
186                 raw_spin_lock(&rq->lock);
187                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
188                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
189                         return rq;
190                 }
191                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
192
193                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
194                         cpu_relax();
195         }
196 }
197
198 /*
199  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
200  */
201 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
202         __acquires(p->pi_lock)
203         __acquires(rq->lock)
204 {
205         struct rq *rq;
206
207         for (;;) {
208                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
209                 rq = task_rq(p);
210                 raw_spin_lock(&rq->lock);
211                 /*
212                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
213                  *
214                  *      ACQUIRE (rq->lock)
215                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
216                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
217                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
218                  *                                      [L] ->on_rq
219                  *      RELEASE (rq->lock)
220                  *
221                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
222                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
223                  *
224                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
225                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
226                  */
227                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
228                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
229                         return rq;
230                 }
231                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
232                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
233
234                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
235                         cpu_relax();
236         }
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
240 /*
241  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
242  */
243
244 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
245 {
246         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
247                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
248 }
249
250 /*
251  * High-resolution timer tick.
252  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
253  */
254 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
255 {
256         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
257
258         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
259
260         raw_spin_lock(&rq->lock);
261         update_rq_clock(rq);
262         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
263         raw_spin_unlock(&rq->lock);
264
265         return HRTIMER_NORESTART;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_SMP
269
270 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
271 {
272         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
273
274         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
275 }
276
277 /*
278  * called from hardirq (IPI) context
279  */
280 static void __hrtick_start(void *arg)
281 {
282         struct rq *rq = arg;
283
284         raw_spin_lock(&rq->lock);
285         __hrtick_restart(rq);
286         rq->hrtick_csd_pending = 0;
287         raw_spin_unlock(&rq->lock);
288 }
289
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
298         ktime_t time;
299         s64 delta;
300
301         /*
302          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
303          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
304          */
305         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
306         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
307
308         hrtimer_set_expires(timer, time);
309
310         if (rq == this_rq()) {
311                 __hrtick_restart(rq);
312         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
313                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
314                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
315         }
316 }
317
318 #else
319 /*
320  * Called to set the hrtick timer state.
321  *
322  * called with rq->lock held and irqs disabled
323  */
324 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
325 {
326         /*
327          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
328          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
329          */
330         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
331         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
332                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
333 }
334 #endif /* CONFIG_SMP */
335
336 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
337 {
338 #ifdef CONFIG_SMP
339         rq->hrtick_csd_pending = 0;
340
341         rq->hrtick_csd.flags = 0;
342         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
343         rq->hrtick_csd.info = rq;
344 #endif
345
346         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
347         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
348 }
349 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
350 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
351 {
352 }
353
354 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
355 {
356 }
357 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
358
359 /*
360  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
361  */
362 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
363         ({                                                              \
364                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
365                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
366                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
367                                                                         \
368                 for (;;) {                                              \
369                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
370                         if (_old == _val)                               \
371                                 break;                                  \
372                         _val = _old;                                    \
373                 }                                                       \
374         _old;                                                           \
375 })
376
377 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
378 /*
379  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
380  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
381  * spurious IPIs.
382  */
383 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
387 }
388
389 /*
390  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
391  *
392  * If this returns true, then the idle task promises to call
393  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
394  */
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
398         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
399
400         for (;;) {
401                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
402                         return false;
403                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
404                         return true;
405                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
406                 if (old == val)
407                         break;
408                 val = old;
409         }
410         return true;
411 }
412
413 #else
414 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
415 {
416         set_tsk_need_resched(p);
417         return true;
418 }
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
422 {
423         return false;
424 }
425 #endif
426 #endif
427
428 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
429 {
430         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
431
432         /*
433          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
434          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
435          * wakeup due to that.
436          *
437          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
438          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
439          */
440         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
441                 return;
442
443         get_task_struct(task);
444
445         /*
446          * The head is context local, there can be no concurrency.
447          */
448         *head->lastp = node;
449         head->lastp = &node->next;
450 }
451
452 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
453 {
454         struct wake_q_node *node = head->first;
455
456         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
457                 struct task_struct *task;
458
459                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
460                 BUG_ON(!task);
461                 /* task can safely be re-inserted now */
462                 node = node->next;
463                 task->wake_q.next = NULL;
464
465                 /*
466                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
467                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
468                  */
469                 wake_up_process(task);
470                 put_task_struct(task);
471         }
472 }
473
474 /*
475  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
476  *
477  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
478  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
479  * the target CPU.
480  */
481 void resched_curr(struct rq *rq)
482 {
483         struct task_struct *curr = rq->curr;
484         int cpu;
485
486         lockdep_assert_held(&rq->lock);
487
488         if (test_tsk_need_resched(curr))
489                 return;
490
491         cpu = cpu_of(rq);
492
493         if (cpu == smp_processor_id()) {
494                 set_tsk_need_resched(curr);
495                 set_preempt_need_resched();
496                 return;
497         }
498
499         if (set_nr_and_not_polling(curr))
500                 smp_send_reschedule(cpu);
501         else
502                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
503 }
504
505 void resched_cpu(int cpu)
506 {
507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
508         unsigned long flags;
509
510         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
511                 return;
512         resched_curr(rq);
513         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_SMP
517 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
518 /*
519  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
520  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
521  *
522  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
523  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
524  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
525  */
526 int get_nohz_timer_target(void)
527 {
528         int i, cpu = smp_processor_id();
529         struct sched_domain *sd;
530
531         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
532                 return cpu;
533
534         rcu_read_lock();
535         for_each_domain(cpu, sd) {
536                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
537                         if (cpu == i)
538                                 continue;
539
540                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
541                                 cpu = i;
542                                 goto unlock;
543                         }
544                 }
545         }
546
547         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
548                 cpu = housekeeping_any_cpu();
549 unlock:
550         rcu_read_unlock();
551         return cpu;
552 }
553 /*
554  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
555  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
556  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
557  * idle system the next event might even be infinite time into the
558  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
559  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
560  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
561  * wheel for the next timer event.
562  */
563 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
564 {
565         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
566
567         if (cpu == smp_processor_id())
568                 return;
569
570         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
571                 smp_send_reschedule(cpu);
572         else
573                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
574 }
575
576 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         /*
579          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
580          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
581          * If needed we can still optimize that later with an
582          * empty IRQ.
583          */
584         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
585                 if (cpu != smp_processor_id() ||
586                     tick_nohz_tick_stopped())
587                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
588                 return true;
589         }
590
591         return false;
592 }
593
594 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
595 {
596         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
597                 wake_up_idle_cpu(cpu);
598 }
599
600 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
601 {
602         int cpu = smp_processor_id();
603
604         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
605                 return false;
606
607         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
608                 return true;
609
610         /*
611          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
612          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
613          */
614         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
615         return false;
616 }
617
618 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         return false;
623 }
624
625 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
626
627 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
628 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
629 {
630         int fifo_nr_running;
631
632         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
633         if (rq->dl.dl_nr_running)
634                 return false;
635
636         /*
637          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
638          * actual RR behaviour.
639          */
640         if (rq->rt.rr_nr_running) {
641                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
642                         return true;
643                 else
644                         return false;
645         }
646
647         /*
648          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
649          * forced preemption between FIFO tasks.
650          */
651         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
652         if (fifo_nr_running)
653                 return true;
654
655         /*
656          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
657          * if there's more than one we need the tick for involuntary
658          * preemption.
659          */
660         if (rq->nr_running > 1)
661                 return false;
662
663         return true;
664 }
665 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
666
667 void sched_avg_update(struct rq *rq)
668 {
669         s64 period = sched_avg_period();
670
671         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
672                 /*
673                  * Inline assembly required to prevent the compiler
674                  * optimising this loop into a divmod call.
675                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
676                  */
677                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
678                 rq->age_stamp += period;
679                 rq->rt_avg /= 2;
680         }
681 }
682
683 #endif /* CONFIG_SMP */
684
685 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
686                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
687 /*
688  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
689  * node and @up when leaving it for the final time.
690  *
691  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
692  */
693 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
694                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
695 {
696         struct task_group *parent, *child;
697         int ret;
698
699         parent = from;
700
701 down:
702         ret = (*down)(parent, data);
703         if (ret)
704                 goto out;
705         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
706                 parent = child;
707                 goto down;
708
709 up:
710                 continue;
711         }
712         ret = (*up)(parent, data);
713         if (ret || parent == from)
714                 goto out;
715
716         child = parent;
717         parent = parent->parent;
718         if (parent)
719                 goto up;
720 out:
721         return ret;
722 }
723
724 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
725 {
726         return 0;
727 }
728 #endif
729
730 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
731 {
732         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
733         struct load_weight *load = &p->se.load;
734
735         /*
736          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
737          */
738         if (idle_policy(p->policy)) {
739                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
740                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
741                 return;
742         }
743
744         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
745         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
746 }
747
748 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
749 {
750         update_rq_clock(rq);
751         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
752                 sched_info_queued(rq, p);
753         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
754 }
755
756 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
757 {
758         update_rq_clock(rq);
759         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
760                 sched_info_dequeued(rq, p);
761         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
762 }
763
764 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
765 {
766         if (task_contributes_to_load(p))
767                 rq->nr_uninterruptible--;
768
769         enqueue_task(rq, p, flags);
770 }
771
772 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
773 {
774         if (task_contributes_to_load(p))
775                 rq->nr_uninterruptible++;
776
777         dequeue_task(rq, p, flags);
778 }
779
780 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
781 {
782 /*
783  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
784  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
785  */
786 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
787         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
788 #endif
789 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
790         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
791
792         /*
793          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
794          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
795          * {soft,}irq region.
796          *
797          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
798          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
799          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
800          * monotonic.
801          *
802          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
803          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
804          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
805          * atomic ops.
806          */
807         if (irq_delta > delta)
808                 irq_delta = delta;
809
810         rq->prev_irq_time += irq_delta;
811         delta -= irq_delta;
812 #endif
813 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
814         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
815                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
816                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
817
818                 if (unlikely(steal > delta))
819                         steal = delta;
820
821                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
822                 delta -= steal;
823         }
824 #endif
825
826         rq->clock_task += delta;
827
828 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
829         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
830                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
831 #endif
832 }
833
834 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
835 {
836         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
837         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
838
839         if (stop) {
840                 /*
841                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
842                  * userspace knows about and won't get confused about.
843                  *
844                  * Also, it will make PI more or less work without too
845                  * much confusion -- but then, stop work should not
846                  * rely on PI working anyway.
847                  */
848                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
849
850                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
851         }
852
853         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
854
855         if (old_stop) {
856                 /*
857                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
858                  * it can die in pieces.
859                  */
860                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
861         }
862 }
863
864 /*
865  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
866  */
867 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
868 {
869         return p->static_prio;
870 }
871
872 /*
873  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
874  * without taking RT-inheritance into account. Might be
875  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
876  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
877  * estimator recalculates.
878  */
879 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
880 {
881         int prio;
882
883         if (task_has_dl_policy(p))
884                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
885         else if (task_has_rt_policy(p))
886                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
887         else
888                 prio = __normal_prio(p);
889         return prio;
890 }
891
892 /*
893  * Calculate the current priority, i.e. the priority
894  * taken into account by the scheduler. This value might
895  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
896  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
897  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
898  */
899 static int effective_prio(struct task_struct *p)
900 {
901         p->normal_prio = normal_prio(p);
902         /*
903          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
904          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
905          * to the normal priority:
906          */
907         if (!rt_prio(p->prio))
908                 return p->normal_prio;
909         return p->prio;
910 }
911
912 /**
913  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
914  * @p: the task in question.
915  *
916  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
917  */
918 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
919 {
920         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
921 }
922
923 /*
924  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
925  * use the balance_callback list if you want balancing.
926  *
927  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
928  * balance_callback().
929  */
930 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
931                                        const struct sched_class *prev_class,
932                                        int oldprio)
933 {
934         if (prev_class != p->sched_class) {
935                 if (prev_class->switched_from)
936                         prev_class->switched_from(rq, p);
937
938                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
939         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
940                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
941 }
942
943 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
944 {
945         const struct sched_class *class;
946
947         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
948                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
949         } else {
950                 for_each_class(class) {
951                         if (class == rq->curr->sched_class)
952                                 break;
953                         if (class == p->sched_class) {
954                                 resched_curr(rq);
955                                 break;
956                         }
957                 }
958         }
959
960         /*
961          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
962          * this case, we can save a useless back to back clock update.
963          */
964         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
965                 rq_clock_skip_update(rq, true);
966 }
967
968 #ifdef CONFIG_SMP
969 /*
970  * This is how migration works:
971  *
972  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
973  *    stop_one_cpu().
974  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
975  *    off the CPU)
976  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
977  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
978  *    it and puts it into the right queue.
979  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
980  *    is done.
981  */
982
983 /*
984  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
985  *
986  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
987  */
988 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
989 {
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
993         dequeue_task(rq, p, 0);
994         set_task_cpu(p, new_cpu);
995         raw_spin_unlock(&rq->lock);
996
997         rq = cpu_rq(new_cpu);
998
999         raw_spin_lock(&rq->lock);
1000         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1001         enqueue_task(rq, p, 0);
1002         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1003         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1004
1005         return rq;
1006 }
1007
1008 struct migration_arg {
1009         struct task_struct *task;
1010         int dest_cpu;
1011 };
1012
1013 /*
1014  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1015  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1016  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1017  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1018  *
1019  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1020  * as the task is no longer on this CPU.
1021  */
1022 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1023 {
1024         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1025                 return rq;
1026
1027         /* Affinity changed (again). */
1028         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1029                 return rq;
1030
1031         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1032
1033         return rq;
1034 }
1035
1036 /*
1037  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1038  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1039  * 'pushing' onto another runqueue.
1040  */
1041 static int migration_cpu_stop(void *data)
1042 {
1043         struct migration_arg *arg = data;
1044         struct task_struct *p = arg->task;
1045         struct rq *rq = this_rq();
1046
1047         /*
1048          * The original target cpu might have gone down and we might
1049          * be on another cpu but it doesn't matter.
1050          */
1051         local_irq_disable();
1052         /*
1053          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1054          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1055          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1056          */
1057         sched_ttwu_pending();
1058
1059         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1060         raw_spin_lock(&rq->lock);
1061         /*
1062          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1063          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1064          * we're holding p->pi_lock.
1065          */
1066         if (task_rq(p) == rq) {
1067                 if (task_on_rq_queued(p))
1068                         rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1069                 else
1070                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1071         }
1072         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1073         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1074
1075         local_irq_enable();
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 /*
1080  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1081  * actually call this function.
1082  */
1083 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1084 {
1085         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1086         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1087 }
1088
1089 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1090 {
1091         struct rq *rq = task_rq(p);
1092         bool queued, running;
1093
1094         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1095
1096         queued = task_on_rq_queued(p);
1097         running = task_current(rq, p);
1098
1099         if (queued) {
1100                 /*
1101                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1102                  * holding rq->lock.
1103                  */
1104                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1105                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1106         }
1107         if (running)
1108                 put_prev_task(rq, p);
1109
1110         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1111
1112         if (running)
1113                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1114         if (queued)
1115                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1116 }
1117
1118 /*
1119  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1120  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1121  * is removed from the allowed bitmask.
1122  *
1123  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1124  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1125  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1126  */
1127 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1128                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1129 {
1130         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1131         unsigned int dest_cpu;
1132         struct rq_flags rf;
1133         struct rq *rq;
1134         int ret = 0;
1135
1136         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1137
1138         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1139                 /*
1140                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1141                  */
1142                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1143         }
1144
1145         /*
1146          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1147          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1148          */
1149         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1150                 ret = -EINVAL;
1151                 goto out;
1152         }
1153
1154         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1155                 goto out;
1156
1157         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1158                 ret = -EINVAL;
1159                 goto out;
1160         }
1161
1162         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1163
1164         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1165                 /*
1166                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1167                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1168                  */
1169                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1170                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1171                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1172         }
1173
1174         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1175         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1176                 goto out;
1177
1178         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1179         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1180                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1181                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1182                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1183                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1184                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1185                 return 0;
1186         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1187                 /*
1188                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1189                  * afterwards anyway.
1190                  */
1191                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1192                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1193                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1194         }
1195 out:
1196         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1197
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1202 {
1203         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1206
1207 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1208 {
1209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1210         /*
1211          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1212          * ttwu() will sort out the placement.
1213          */
1214         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1215                         !p->on_rq);
1216
1217         /*
1218          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1219          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1220          * time relying on p->on_rq.
1221          */
1222         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1223                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1224                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1225
1226 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1227         /*
1228          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1229          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1230          *
1231          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1232          * see task_group().
1233          *
1234          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1235          * task_rq_lock().
1236          */
1237         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1238                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1239 #endif
1240 #endif
1241
1242         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1243
1244         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1245                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1246                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1247                 p->se.nr_migrations++;
1248                 perf_event_task_migrate(p);
1249         }
1250
1251         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1252 }
1253
1254 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1255 {
1256         if (task_on_rq_queued(p)) {
1257                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1258
1259                 src_rq = task_rq(p);
1260                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1261
1262                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1263                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1264                 set_task_cpu(p, cpu);
1265                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1266                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1267                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1268         } else {
1269                 /*
1270                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1271                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1272                  * previous cpu our target instead of where it really is.
1273                  */
1274                 p->wake_cpu = cpu;
1275         }
1276 }
1277
1278 struct migration_swap_arg {
1279         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1280         int src_cpu, dst_cpu;
1281 };
1282
1283 static int migrate_swap_stop(void *data)
1284 {
1285         struct migration_swap_arg *arg = data;
1286         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1287         int ret = -EAGAIN;
1288
1289         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1290                 return -EAGAIN;
1291
1292         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1293         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1294
1295         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1296                         &arg->dst_task->pi_lock);
1297         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1298
1299         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1300                 goto unlock;
1301
1302         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1303                 goto unlock;
1304
1305         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1306                 goto unlock;
1307
1308         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1309                 goto unlock;
1310
1311         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1312         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1313
1314         ret = 0;
1315
1316 unlock:
1317         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1318         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1319         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1320
1321         return ret;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Cross migrate two tasks
1326  */
1327 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1328 {
1329         struct migration_swap_arg arg;
1330         int ret = -EINVAL;
1331
1332         arg = (struct migration_swap_arg){
1333                 .src_task = cur,
1334                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1335                 .dst_task = p,
1336                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1337         };
1338
1339         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1340                 goto out;
1341
1342         /*
1343          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1344          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1345          */
1346         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1347                 goto out;
1348
1349         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1350                 goto out;
1351
1352         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1353                 goto out;
1354
1355         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1356         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1357
1358 out:
1359         return ret;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1364  *
1365  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1366  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1367  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1368  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1369  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1370  * @p has remained unscheduled the whole time.
1371  *
1372  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1373  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1374  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1375  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1376  * waiting to become inactive.
1377  */
1378 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1379 {
1380         int running, queued;
1381         struct rq_flags rf;
1382         unsigned long ncsw;
1383         struct rq *rq;
1384
1385         for (;;) {
1386                 /*
1387                  * We do the initial early heuristics without holding
1388                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1389                  * the runqueue lock when things look like they will
1390                  * work out!
1391                  */
1392                 rq = task_rq(p);
1393
1394                 /*
1395                  * If the task is actively running on another CPU
1396                  * still, just relax and busy-wait without holding
1397                  * any locks.
1398                  *
1399                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1400                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1401                  * But we don't care, since "task_running()" will
1402                  * return false if the runqueue has changed and p
1403                  * is actually now running somewhere else!
1404                  */
1405                 while (task_running(rq, p)) {
1406                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1407                                 return 0;
1408                         cpu_relax();
1409                 }
1410
1411                 /*
1412                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1413                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1414                  * just go back and repeat.
1415                  */
1416                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1417                 trace_sched_wait_task(p);
1418                 running = task_running(rq, p);
1419                 queued = task_on_rq_queued(p);
1420                 ncsw = 0;
1421                 if (!match_state || p->state == match_state)
1422                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1423                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1424
1425                 /*
1426                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1427                  */
1428                 if (unlikely(!ncsw))
1429                         break;
1430
1431                 /*
1432                  * Was it really running after all now that we
1433                  * checked with the proper locks actually held?
1434                  *
1435                  * Oops. Go back and try again..
1436                  */
1437                 if (unlikely(running)) {
1438                         cpu_relax();
1439                         continue;
1440                 }
1441
1442                 /*
1443                  * It's not enough that it's not actively running,
1444                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1445                  * preempted!
1446                  *
1447                  * So if it was still runnable (but just not actively
1448                  * running right now), it's preempted, and we should
1449                  * yield - it could be a while.
1450                  */
1451                 if (unlikely(queued)) {
1452                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1453
1454                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1455                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1456                         continue;
1457                 }
1458
1459                 /*
1460                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1461                  * runnable, which means that it will never become
1462                  * running in the future either. We're all done!
1463                  */
1464                 break;
1465         }
1466
1467         return ncsw;
1468 }
1469
1470 /***
1471  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1472  * @p: the to-be-kicked thread
1473  *
1474  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1475  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1476  *
1477  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1478  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1479  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1480  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1481  * achieved as well.
1482  */
1483 void kick_process(struct task_struct *p)
1484 {
1485         int cpu;
1486
1487         preempt_disable();
1488         cpu = task_cpu(p);
1489         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1490                 smp_send_reschedule(cpu);
1491         preempt_enable();
1492 }
1493 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1494
1495 /*
1496  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1497  *
1498  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1499  *
1500  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1501  *
1502  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1503  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1504  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1505  *    see it.
1506  *
1507  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1508  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1509  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1510  *    off.
1511  *
1512  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1513  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1514  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1515  * to satisfy the above rules.
1516  */
1517 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1518 {
1519         int nid = cpu_to_node(cpu);
1520         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1521         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1522         int dest_cpu;
1523
1524         /*
1525          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1526          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1527          * select the cpu on the other node.
1528          */
1529         if (nid != -1) {
1530                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1531
1532                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1533                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1534                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1535                                 continue;
1536                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1537                                 return dest_cpu;
1538                 }
1539         }
1540
1541         for (;;) {
1542                 /* Any allowed, online CPU? */
1543                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1544                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1545                                 continue;
1546                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1547                                 continue;
1548                         goto out;
1549                 }
1550
1551                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1552                 switch (state) {
1553                 case cpuset:
1554                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1555                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1556                                 state = possible;
1557                                 break;
1558                         }
1559                         /* fall-through */
1560                 case possible:
1561                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1562                         state = fail;
1563                         break;
1564
1565                 case fail:
1566                         BUG();
1567                         break;
1568                 }
1569         }
1570
1571 out:
1572         if (state != cpuset) {
1573                 /*
1574                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1575                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1576                  * leave kernel.
1577                  */
1578                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1579                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1580                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1581                 }
1582         }
1583
1584         return dest_cpu;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1589  */
1590 static inline
1591 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1592 {
1593         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1594
1595         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1596                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1597         else
1598                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1599
1600         /*
1601          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1602          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1603          * cpu.
1604          *
1605          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1606          *
1607          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1608          *   not worry about this generic constraint ]
1609          */
1610         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1611                      !cpu_online(cpu)))
1612                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1613
1614         return cpu;
1615 }
1616
1617 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1618 {
1619         s64 diff = sample - *avg;
1620         *avg += diff >> 3;
1621 }
1622
1623 #else
1624
1625 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1626                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1627 {
1628         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1629 }
1630
1631 #endif /* CONFIG_SMP */
1632
1633 static void
1634 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1635 {
1636         struct rq *rq;
1637
1638         if (!schedstat_enabled())
1639                 return;
1640
1641         rq = this_rq();
1642
1643 #ifdef CONFIG_SMP
1644         if (cpu == rq->cpu) {
1645                 schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1646                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1647         } else {
1648                 struct sched_domain *sd;
1649
1650                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1651                 rcu_read_lock();
1652                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1653                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1654                                 schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1655                                 break;
1656                         }
1657                 }
1658                 rcu_read_unlock();
1659         }
1660
1661         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1662                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1663 #endif /* CONFIG_SMP */
1664
1665         schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1666         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1667
1668         if (wake_flags & WF_SYNC)
1669                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1670 }
1671
1672 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1673 {
1674         activate_task(rq, p, en_flags);
1675         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1676
1677         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1678         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1679                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1680 }
1681
1682 /*
1683  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1684  */
1685 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1686                            struct pin_cookie cookie)
1687 {
1688         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1689         p->state = TASK_RUNNING;
1690         trace_sched_wakeup(p);
1691
1692 #ifdef CONFIG_SMP
1693         if (p->sched_class->task_woken) {
1694                 /*
1695                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1696                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1697                  */
1698                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1699                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1700                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1701         }
1702
1703         if (rq->idle_stamp) {
1704                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1705                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1706
1707                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1708
1709                 if (rq->avg_idle > max)
1710                         rq->avg_idle = max;
1711
1712                 rq->idle_stamp = 0;
1713         }
1714 #endif
1715 }
1716
1717 static void
1718 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1719                  struct pin_cookie cookie)
1720 {
1721         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1722
1723         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1724
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726         if (p->sched_contributes_to_load)
1727                 rq->nr_uninterruptible--;
1728
1729         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1730                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1731 #endif
1732
1733         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1734         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, cookie);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1739  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1740  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1741  * the task is still ->on_rq.
1742  */
1743 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1744 {
1745         struct rq_flags rf;
1746         struct rq *rq;
1747         int ret = 0;
1748
1749         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1750         if (task_on_rq_queued(p)) {
1751                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1752                 update_rq_clock(rq);
1753                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf.cookie);
1754                 ret = 1;
1755         }
1756         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1757
1758         return ret;
1759 }
1760
1761 #ifdef CONFIG_SMP
1762 void sched_ttwu_pending(void)
1763 {
1764         struct rq *rq = this_rq();
1765         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1766         struct pin_cookie cookie;
1767         struct task_struct *p;
1768         unsigned long flags;
1769
1770         if (!llist)
1771                 return;
1772
1773         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1774         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1775
1776         while (llist) {
1777                 int wake_flags = 0;
1778
1779                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1780                 llist = llist_next(llist);
1781
1782                 if (p->sched_remote_wakeup)
1783                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1784
1785                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1786         }
1787
1788         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1789         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1790 }
1791
1792 void scheduler_ipi(void)
1793 {
1794         /*
1795          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1796          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1797          * this IPI.
1798          */
1799         preempt_fold_need_resched();
1800
1801         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1802                 return;
1803
1804         /*
1805          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1806          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1807          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1808          * we do call them.
1809          *
1810          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1811          * properly.
1812          *
1813          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1814          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1815          * somewhat pessimize the simple resched case.
1816          */
1817         irq_enter();
1818         sched_ttwu_pending();
1819
1820         /*
1821          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1822          */
1823         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1824                 this_rq()->idle_balance = 1;
1825                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1826         }
1827         irq_exit();
1828 }
1829
1830 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1831 {
1832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1833
1834         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1835
1836         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1837                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1838                         smp_send_reschedule(cpu);
1839                 else
1840                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1841         }
1842 }
1843
1844 void wake_up_if_idle(int cpu)
1845 {
1846         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1847         unsigned long flags;
1848
1849         rcu_read_lock();
1850
1851         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1852                 goto out;
1853
1854         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1855                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1856         } else {
1857                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1858                 if (is_idle_task(rq->curr))
1859                         smp_send_reschedule(cpu);
1860                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1861                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1862         }
1863
1864 out:
1865         rcu_read_unlock();
1866 }
1867
1868 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1869 {
1870         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1871 }
1872 #endif /* CONFIG_SMP */
1873
1874 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1875 {
1876         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1877         struct pin_cookie cookie;
1878
1879 #if defined(CONFIG_SMP)
1880         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1881                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1882                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1883                 return;
1884         }
1885 #endif
1886
1887         raw_spin_lock(&rq->lock);
1888         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1889         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1890         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1891         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1896  *
1897  *  MIGRATION
1898  *
1899  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1900  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1901  * execution on its new cpu [c1].
1902  *
1903  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1904  *
1905  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1906  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1907  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1908  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1909  *
1910  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1911  * Note: we only require RCpc transitivity.
1912  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1913  *
1914  * Example:
1915  *
1916  *   CPU0            CPU1            CPU2
1917  *
1918  *   LOCK rq(0)->lock
1919  *   sched-out X
1920  *   sched-in Y
1921  *   UNLOCK rq(0)->lock
1922  *
1923  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1924  *                                   dequeue X
1925  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1926  *
1927  *                                   LOCK rq(1)->lock
1928  *                                   enqueue X
1929  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1930  *
1931  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1932  *                   sched-out Z
1933  *                   sched-in X
1934  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1935  *
1936  *
1937  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1938  *
1939  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1940  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1941  * chain to provide order. Instead we do:
1942  *
1943  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1944  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1945  *
1946  * Example:
1947  *
1948  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1949  *
1950  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1951  *   dequeue X
1952  *   sched-out X
1953  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1954  *
1955  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1956  *                    X->state = WAKING
1957  *                    set_task_cpu(X,2)
1958  *
1959  *                    LOCK rq(2)->lock
1960  *                    enqueue X
1961  *                    X->state = RUNNING
1962  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1963  *
1964  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1965  *                                          sched-out Z
1966  *                                          sched-in X
1967  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1968  *
1969  *                    UNLOCK X->pi_lock
1970  *   UNLOCK rq(0)->lock
1971  *
1972  *
1973  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1974  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1975  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1976  * its wakeup.
1977  *
1978  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1979  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1980  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1981  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1982  *
1983  */
1984
1985 /**
1986  * try_to_wake_up - wake up a thread
1987  * @p: the thread to be awakened
1988  * @state: the mask of task states that can be woken
1989  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1990  *
1991  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1992  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1993  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1994  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1995  * runnable without the overhead of this.
1996  *
1997  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1998  * or @state didn't match @p's state.
1999  */
2000 static int
2001 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2002 {
2003         unsigned long flags;
2004         int cpu, success = 0;
2005
2006         /*
2007          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2008          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2009          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2010          * set_current_state() the waiting thread does.
2011          */
2012         smp_mb__before_spinlock();
2013         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2014         if (!(p->state & state))
2015                 goto out;
2016
2017         trace_sched_waking(p);
2018
2019         success = 1; /* we're going to change ->state */
2020         cpu = task_cpu(p);
2021
2022         /*
2023          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2024          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2025          * in smp_cond_load_acquire() below.
2026          *
2027          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2028          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2029          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2030          *                              \
2031          *                               +---   RMB
2032          * schedule()                   /
2033          *       LOCK rq->lock    -----'
2034          *       UNLOCK rq->lock
2035          *
2036          * [task p]
2037          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2038          *
2039          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2040          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2041          * current.
2042          */
2043         smp_rmb();
2044         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2045                 goto stat;
2046
2047 #ifdef CONFIG_SMP
2048         /*
2049          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2050          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2051          *
2052          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2053          * from the runqueue.
2054          *
2055          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2056          *      UNLOCK rq->lock
2057          *                      RMB
2058          *      LOCK   rq->lock
2059          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2060          *
2061          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2062          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2063          * task, the second putting it to sleep.
2064          */
2065         smp_rmb();
2066
2067         /*
2068          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2069          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2070          *
2071          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2072          *
2073          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2074          * their previous state and preserve Program Order.
2075          */
2076         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2077
2078         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2079         p->state = TASK_WAKING;
2080
2081         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2082         if (task_cpu(p) != cpu) {
2083                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2084                 set_task_cpu(p, cpu);
2085         }
2086 #endif /* CONFIG_SMP */
2087
2088         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2089 stat:
2090         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2091 out:
2092         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2093
2094         return success;
2095 }
2096
2097 /**
2098  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2099  * @p: the thread to be awakened
2100  * @cookie: context's cookie for pinning
2101  *
2102  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2103  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2104  * the current task.
2105  */
2106 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct pin_cookie cookie)
2107 {
2108         struct rq *rq = task_rq(p);
2109
2110         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2111             WARN_ON_ONCE(p == current))
2112                 return;
2113
2114         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2115
2116         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2117                 /*
2118                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2119                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2120                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2121                  * not yet picked a replacement task.
2122                  */
2123                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2124                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2125                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2126                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2127                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
2128         }
2129
2130         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2131                 goto out;
2132
2133         trace_sched_waking(p);
2134
2135         if (!task_on_rq_queued(p))
2136                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2137
2138         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, cookie);
2139         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2140 out:
2141         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2142 }
2143
2144 /**
2145  * wake_up_process - Wake up a specific process
2146  * @p: The process to be woken up.
2147  *
2148  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2149  * processes.
2150  *
2151  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2152  *
2153  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2154  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2155  */
2156 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2157 {
2158         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2159 }
2160 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2161
2162 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2163 {
2164         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2169  */
2170 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2171 {
2172         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2173
2174         dl_se->dl_runtime = 0;
2175         dl_se->dl_deadline = 0;
2176         dl_se->dl_period = 0;
2177         dl_se->flags = 0;
2178         dl_se->dl_bw = 0;
2179
2180         dl_se->dl_throttled = 0;
2181         dl_se->dl_yielded = 0;
2182 }
2183
2184 /*
2185  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2186  * p is forked by current.
2187  *
2188  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2189  */
2190 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2191 {
2192         p->on_rq                        = 0;
2193
2194         p->se.on_rq                     = 0;
2195         p->se.exec_start                = 0;
2196         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2197         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2198         p->se.nr_migrations             = 0;
2199         p->se.vruntime                  = 0;
2200         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2201
2202 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2203         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2204 #endif
2205
2206 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2207         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2208         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2209 #endif
2210
2211         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2212         init_dl_task_timer(&p->dl);
2213         __dl_clear_params(p);
2214
2215         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2216         p->rt.timeout           = 0;
2217         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2218         p->rt.on_rq             = 0;
2219         p->rt.on_list           = 0;
2220
2221 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2222         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2223 #endif
2224
2225 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2226         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2227                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2228                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2229         }
2230
2231         if (clone_flags & CLONE_VM)
2232                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2233         else
2234                 p->numa_preferred_nid = -1;
2235
2236         p->node_stamp = 0ULL;
2237         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2238         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2239         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2240         p->numa_faults = NULL;
2241         p->last_task_numa_placement = 0;
2242         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2243
2244         p->numa_group = NULL;
2245 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2246 }
2247
2248 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2249
2250 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2251
2252 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2253 {
2254         if (enabled)
2255                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2256         else
2257                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2258 }
2259
2260 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2261 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2262                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2263 {
2264         struct ctl_table t;
2265         int err;
2266         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2267
2268         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2269                 return -EPERM;
2270
2271         t = *table;
2272         t.data = &state;
2273         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2274         if (err < 0)
2275                 return err;
2276         if (write)
2277                 set_numabalancing_state(state);
2278         return err;
2279 }
2280 #endif
2281 #endif
2282
2283 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2284
2285 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2286 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2287
2288 static void set_schedstats(bool enabled)
2289 {
2290         if (enabled)
2291                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2292         else
2293                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2294 }
2295
2296 void force_schedstat_enabled(void)
2297 {
2298         if (!schedstat_enabled()) {
2299                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2300                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2301         }
2302 }
2303
2304 static int __init setup_schedstats(char *str)
2305 {
2306         int ret = 0;
2307         if (!str)
2308                 goto out;
2309
2310         /*
2311          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2312          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2313          * variable so init_schedstats() can do it later.
2314          */
2315         if (!strcmp(str, "enable")) {
2316                 __sched_schedstats = true;
2317                 ret = 1;
2318         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2319                 __sched_schedstats = false;
2320                 ret = 1;
2321         }
2322 out:
2323         if (!ret)
2324                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2325
2326         return ret;
2327 }
2328 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2329
2330 static void __init init_schedstats(void)
2331 {
2332         set_schedstats(__sched_schedstats);
2333 }
2334
2335 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2336 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2337                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2338 {
2339         struct ctl_table t;
2340         int err;
2341         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2342
2343         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2344                 return -EPERM;
2345
2346         t = *table;
2347         t.data = &state;
2348         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2349         if (err < 0)
2350                 return err;
2351         if (write)
2352                 set_schedstats(state);
2353         return err;
2354 }
2355 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2356 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2357 static inline void init_schedstats(void) {}
2358 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2359
2360 /*
2361  * fork()/clone()-time setup:
2362  */
2363 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2364 {
2365         unsigned long flags;
2366         int cpu = get_cpu();
2367
2368         __sched_fork(clone_flags, p);
2369         /*
2370          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2371          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2372          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2373          */
2374         p->state = TASK_NEW;
2375
2376         /*
2377          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2378          */
2379         p->prio = current->normal_prio;
2380
2381         /*
2382          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2383          */
2384         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2385                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2386                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2387                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2388                         p->rt_priority = 0;
2389                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2390                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2391
2392                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2393                 set_load_weight(p);
2394
2395                 /*
2396                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2397                  * fulfilled its duty:
2398                  */
2399                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2400         }
2401
2402         if (dl_prio(p->prio)) {
2403                 put_cpu();
2404                 return -EAGAIN;
2405         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2406                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2407         } else {
2408                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2409         }
2410
2411         init_entity_runnable_average(&p->se);
2412
2413         /*
2414          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2415          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2416          * is ran before sched_fork().
2417          *
2418          * Silence PROVE_RCU.
2419          */
2420         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2421         /*
2422          * We're setting the cpu for the first time, we don't migrate,
2423          * so use __set_task_cpu().
2424          */
2425         __set_task_cpu(p, cpu);
2426         if (p->sched_class->task_fork)
2427                 p->sched_class->task_fork(p);
2428         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2429
2430 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2431         if (likely(sched_info_on()))
2432                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2433 #endif
2434 #if defined(CONFIG_SMP)
2435         p->on_cpu = 0;
2436 #endif
2437         init_task_preempt_count(p);
2438 #ifdef CONFIG_SMP
2439         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2440         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2441 #endif
2442
2443         put_cpu();
2444         return 0;
2445 }
2446
2447 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2448 {
2449         if (runtime == RUNTIME_INF)
2450                 return 1ULL << 20;
2451
2452         /*
2453          * Doing this here saves a lot of checks in all
2454          * the calling paths, and returning zero seems
2455          * safe for them anyway.
2456          */
2457         if (period == 0)
2458                 return 0;
2459
2460         return div64_u64(runtime << 20, period);
2461 }
2462
2463 #ifdef CONFIG_SMP
2464 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2465 {
2466         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2467                          "sched RCU must be held");
2468         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2469 }
2470
2471 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2472 {
2473         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2474         int cpus = 0;
2475
2476         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2477                          "sched RCU must be held");
2478         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2479                 cpus++;
2480
2481         return cpus;
2482 }
2483 #else
2484 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2485 {
2486         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2487 }
2488
2489 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2490 {
2491         return 1;
2492 }
2493 #endif
2494
2495 /*
2496  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2497  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2498  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2499  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2500  *
2501  * This function is called while holding p's rq->lock.
2502  *
2503  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2504  * __setparam_dl().
2505  */
2506 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2507                        const struct sched_attr *attr)
2508 {
2509
2510         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2511         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2512         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2513         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2514         int cpus, err = -1;
2515
2516         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2517         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2518                 return 0;
2519
2520         /*
2521          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2522          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2523          * allocated bandwidth of the container.
2524          */
2525         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2526         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2527         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2528             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2529                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2530                 err = 0;
2531         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2532                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2533                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2534                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2535                 err = 0;
2536         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2537                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2538                 err = 0;
2539         }
2540         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2541
2542         return err;
2543 }
2544
2545 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2546
2547 /*
2548  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2549  *
2550  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2551  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2552  * on the runqueue and wakes it.
2553  */
2554 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2555 {
2556         struct rq_flags rf;
2557         struct rq *rq;
2558
2559         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2560         p->state = TASK_RUNNING;
2561 #ifdef CONFIG_SMP
2562         /*
2563          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2564          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2565          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2566          *
2567          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2568          * as we're not fully set-up yet.
2569          */
2570         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2571 #endif
2572         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2573         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2574
2575         activate_task(rq, p, 0);
2576         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2577         trace_sched_wakeup_new(p);
2578         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2579 #ifdef CONFIG_SMP
2580         if (p->sched_class->task_woken) {
2581                 /*
2582                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2583                  * drop it.
2584                  */
2585                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2586                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2587                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2588         }
2589 #endif
2590         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2591 }
2592
2593 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2594
2595 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2596
2597 void preempt_notifier_inc(void)
2598 {
2599         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2602
2603 void preempt_notifier_dec(void)
2604 {
2605         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2606 }
2607 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2608
2609 /**
2610  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2611  * @notifier: notifier struct to register
2612  */
2613 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2614 {
2615         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2616                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2617
2618         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2619 }
2620 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2621
2622 /**
2623  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2624  * @notifier: notifier struct to unregister
2625  *
2626  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2627  */
2628 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2629 {
2630         hlist_del(&notifier->link);
2631 }
2632 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2633
2634 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2635 {
2636         struct preempt_notifier *notifier;
2637
2638         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2639                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2640 }
2641
2642 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2643 {
2644         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2645                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2646 }
2647
2648 static void
2649 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2650                                    struct task_struct *next)
2651 {
2652         struct preempt_notifier *notifier;
2653
2654         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2655                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2656 }
2657
2658 static __always_inline void
2659 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2660                                  struct task_struct *next)
2661 {
2662         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2663                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2664 }
2665
2666 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2667
2668 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2669 {
2670 }
2671
2672 static inline void
2673 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2674                                  struct task_struct *next)
2675 {
2676 }
2677
2678 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2679
2680 /**
2681  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2682  * @rq: the runqueue preparing to switch
2683  * @prev: the current task that is being switched out
2684  * @next: the task we are going to switch to.
2685  *
2686  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2687  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2688  * switch.
2689  *
2690  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2691  * hooks.
2692  */
2693 static inline void
2694 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2695                     struct task_struct *next)
2696 {
2697         sched_info_switch(rq, prev, next);
2698         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2699         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2700         prepare_lock_switch(rq, next);
2701         prepare_arch_switch(next);
2702 }
2703
2704 /**
2705  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2706  * @prev: the thread we just switched away from.
2707  *
2708  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2709  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2710  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2711  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2712  *
2713  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2714  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2715  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2716  * details.)
2717  *
2718  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2719  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2720  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2721  * because prev may have moved to another CPU.
2722  */
2723 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2724         __releases(rq->lock)
2725 {
2726         struct rq *rq = this_rq();
2727         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2728         long prev_state;
2729
2730         /*
2731          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2732          * because it left us after:
2733          *
2734          *      schedule()
2735          *        preempt_disable();                    // 1
2736          *        __schedule()
2737          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2738          *
2739          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2740          */
2741         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2742                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2743                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2744                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2745
2746         rq->prev_mm = NULL;
2747
2748         /*
2749          * A task struct has one reference for the use as "current".
2750          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2751          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2752          * the scheduled task must drop that reference.
2753          *
2754          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2755          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2756          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2757          * transition, resulting in a double drop.
2758          */
2759         prev_state = prev->state;
2760         vtime_task_switch(prev);
2761         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2762         finish_lock_switch(rq, prev);
2763         finish_arch_post_lock_switch();
2764
2765         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2766         if (mm)
2767                 mmdrop(mm);
2768         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2769                 if (prev->sched_class->task_dead)
2770                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2771
2772                 /*
2773                  * Remove function-return probe instances associated with this
2774                  * task and put them back on the free list.
2775                  */
2776                 kprobe_flush_task(prev);
2777                 put_task_struct(prev);
2778         }
2779
2780         tick_nohz_task_switch();
2781         return rq;
2782 }
2783
2784 #ifdef CONFIG_SMP
2785
2786 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2787 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2788 {
2789         struct callback_head *head, *next;
2790         void (*func)(struct rq *rq);
2791         unsigned long flags;
2792
2793         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2794         head = rq->balance_callback;
2795         rq->balance_callback = NULL;
2796         while (head) {
2797                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2798                 next = head->next;
2799                 head->next = NULL;
2800                 head = next;
2801
2802                 func(rq);
2803         }
2804         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2805 }
2806
2807 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2808 {
2809         if (unlikely(rq->balance_callback))
2810                 __balance_callback(rq);
2811 }
2812
2813 #else
2814
2815 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2816 {
2817 }
2818
2819 #endif
2820
2821 /**
2822  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2823  * @prev: the thread we just switched away from.
2824  */
2825 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2826         __releases(rq->lock)
2827 {
2828         struct rq *rq;
2829
2830         /*
2831          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2832          * finish_task_switch() for details.
2833          *
2834          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2835          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2836          * PREEMPT_COUNT kernels).
2837          */
2838
2839         rq = finish_task_switch(prev);
2840         balance_callback(rq);
2841         preempt_enable();
2842
2843         if (current->set_child_tid)
2844                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2849  */
2850 static __always_inline struct rq *
2851 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2852                struct task_struct *next, struct pin_cookie cookie)
2853 {
2854         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2855
2856         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2857
2858         mm = next->mm;
2859         oldmm = prev->active_mm;
2860         /*
2861          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2862          * combine the page table reload and the switch backend into
2863          * one hypercall.
2864          */
2865         arch_start_context_switch(prev);
2866
2867         if (!mm) {
2868                 next->active_mm = oldmm;
2869                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2870                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2871         } else
2872                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2873
2874         if (!prev->mm) {
2875                 prev->active_mm = NULL;
2876                 rq->prev_mm = oldmm;
2877         }
2878         /*
2879          * Since the runqueue lock will be released by the next
2880          * task (which is an invalid locking op but in the case
2881          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2882          * do an early lockdep release here:
2883          */
2884         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2885         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2886
2887         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2888         switch_to(prev, next, prev);
2889         barrier();
2890
2891         return finish_task_switch(prev);
2892 }
2893
2894 /*
2895  * nr_running and nr_context_switches:
2896  *
2897  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2898  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2899  */
2900 unsigned long nr_running(void)
2901 {
2902         unsigned long i, sum = 0;
2903
2904         for_each_online_cpu(i)
2905                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2906
2907         return sum;
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Check if only the current task is running on the cpu.
2912  *
2913  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2914  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2915  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2916  *
2917  * - from a non-preemptable section (of course)
2918  *
2919  * - from a thread that is bound to a single CPU
2920  *
2921  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2922  */
2923 bool single_task_running(void)
2924 {
2925         return raw_rq()->nr_running == 1;
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2928
2929 unsigned long long nr_context_switches(void)
2930 {
2931         int i;
2932         unsigned long long sum = 0;
2933
2934         for_each_possible_cpu(i)
2935                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2936
2937         return sum;
2938 }
2939
2940 unsigned long nr_iowait(void)
2941 {
2942         unsigned long i, sum = 0;
2943
2944         for_each_possible_cpu(i)
2945                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2946
2947         return sum;
2948 }
2949
2950 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2951 {
2952         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2953         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2954 }
2955
2956 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2957 {
2958         struct rq *rq = this_rq();
2959         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2960         *load = rq->load.weight;
2961 }
2962
2963 #ifdef CONFIG_SMP
2964
2965 /*
2966  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2967  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2968  */
2969 void sched_exec(void)
2970 {
2971         struct task_struct *p = current;
2972         unsigned long flags;
2973         int dest_cpu;
2974
2975         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2976         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2977         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2978                 goto unlock;
2979
2980         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2981                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2982
2983                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2984                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2985                 return;
2986         }
2987 unlock:
2988         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2989 }
2990
2991 #endif
2992
2993 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2994 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2995
2996 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2997 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2998
2999 /*
3000  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3001  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3002  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3003  * Prefetching this data results in improved performance.
3004  */
3005 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3006 {
3007 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3008         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3009 #else
3010         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3011 #endif
3012         prefetch(curr);
3013         prefetch(&curr->exec_start);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Return accounted runtime for the task.
3018  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3019  * pending runtime that have not been accounted yet.
3020  */
3021 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3022 {
3023         struct rq_flags rf;
3024         struct rq *rq;
3025         u64 ns;
3026
3027 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3028         /*
3029          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
3030          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3031          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3032          *
3033          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
3034          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
3035          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3036          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3037          * been accounted, so we're correct here as well.
3038          */
3039         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3040                 return p->se.sum_exec_runtime;
3041 #endif
3042
3043         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3044         /*
3045          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3046          * project cycles that may never be accounted to this
3047          * thread, breaking clock_gettime().
3048          */
3049         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3050                 prefetch_curr_exec_start(p);
3051                 update_rq_clock(rq);
3052                 p->sched_class->update_curr(rq);
3053         }
3054         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3055         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3056
3057         return ns;
3058 }
3059
3060 /*
3061  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3062  * We call it with interrupts disabled.
3063  */
3064 void scheduler_tick(void)
3065 {
3066         int cpu = smp_processor_id();
3067         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3068         struct task_struct *curr = rq->curr;
3069
3070         sched_clock_tick();
3071
3072         raw_spin_lock(&rq->lock);
3073         update_rq_clock(rq);
3074         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3075         cpu_load_update_active(rq);
3076         calc_global_load_tick(rq);
3077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3078
3079         perf_event_task_tick();
3080
3081 #ifdef CONFIG_SMP
3082         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3083         trigger_load_balance(rq);
3084 #endif
3085         rq_last_tick_reset(rq);
3086 }
3087
3088 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3089 /**
3090  * scheduler_tick_max_deferment
3091  *
3092  * Keep at least one tick per second when a single
3093  * active task is running because the scheduler doesn't
3094  * yet completely support full dynticks environment.
3095  *
3096  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3097  * balancing, etc... continue to move forward, even
3098  * with a very low granularity.
3099  *
3100  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3101  */
3102 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3103 {
3104         struct rq *rq = this_rq();
3105         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3106
3107         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3108
3109         if (time_before_eq(next, now))
3110                 return 0;
3111
3112         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3113 }
3114 #endif
3115
3116 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3117                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3118 /*
3119  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3120  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3121  */
3122 static inline void preempt_latency_start(int val)
3123 {
3124         if (preempt_count() == val) {
3125                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3126 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3127                 current->preempt_disable_ip = ip;
3128 #endif
3129                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3130         }
3131 }
3132
3133 void preempt_count_add(int val)
3134 {
3135 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3136         /*
3137          * Underflow?
3138          */
3139         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3140                 return;
3141 #endif
3142         __preempt_count_add(val);
3143 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3144         /*
3145          * Spinlock count overflowing soon?
3146          */
3147         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3148                                 PREEMPT_MASK - 10);
3149 #endif
3150         preempt_latency_start(val);
3151 }
3152 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3153 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3154
3155 /*
3156  * If the value passed in equals to the current preempt count
3157  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3158  */
3159 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3160 {
3161         if (preempt_count() == val)
3162                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3163 }
3164
3165 void preempt_count_sub(int val)
3166 {
3167 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3168         /*
3169          * Underflow?
3170          */
3171         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3172                 return;
3173         /*
3174          * Is the spinlock portion underflowing?
3175          */
3176         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3177                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3178                 return;
3179 #endif
3180
3181         preempt_latency_stop(val);
3182         __preempt_count_sub(val);
3183 }
3184 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3185 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3186
3187 #else
3188 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3189 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3190 #endif
3191
3192 /*
3193  * Print scheduling while atomic bug:
3194  */
3195 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3196 {
3197         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3198         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3199
3200         if (oops_in_progress)
3201                 return;
3202
3203         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3204                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3205
3206         debug_show_held_locks(prev);
3207         print_modules();
3208         if (irqs_disabled())
3209                 print_irqtrace_events(prev);
3210         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3211             && in_atomic_preempt_off()) {
3212                 pr_err("Preemption disabled at:");
3213                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3214                 pr_cont("\n");
3215         }
3216         if (panic_on_warn)
3217                 panic("scheduling while atomic\n");
3218
3219         dump_stack();
3220         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3221 }
3222
3223 /*
3224  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3225  */
3226 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3227 {
3228 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3229         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3230                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3231 #endif
3232
3233         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3234                 __schedule_bug(prev);
3235                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3236         }
3237         rcu_sleep_check();
3238
3239         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3240
3241         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3242 }
3243
3244 /*
3245  * Pick up the highest-prio task:
3246  */
3247 static inline struct task_struct *
3248 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
3249 {
3250         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3251         struct task_struct *p;
3252
3253         /*
3254          * Optimization: we know that if all tasks are in
3255          * the fair class we can call that function directly:
3256          */
3257         if (likely(prev->sched_class == class &&
3258                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3259                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3260                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3261                         goto again;
3262
3263                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3264                 if (unlikely(!p))
3265                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3266
3267                 return p;
3268         }
3269
3270 again:
3271         for_each_class(class) {
3272                 p = class->pick_next_task(rq, prev, cookie);
3273                 if (p) {
3274                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3275                                 goto again;
3276                         return p;
3277                 }
3278         }
3279
3280         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3281 }
3282
3283 /*
3284  * __schedule() is the main scheduler function.
3285  *
3286  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3287  *
3288  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3289  *
3290  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3291  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3292  *
3293  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3294  *      interrupt handler scheduler_tick().
3295  *
3296  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3297  *      task to the run-queue and that's it.
3298  *
3299  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3300  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3301  *      called on the nearest possible occasion:
3302  *
3303  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3304  *
3305  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3306  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3307  *           spin_unlock()!)
3308  *
3309  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3310  *           preemptible context
3311  *
3312  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3313  *         then at the next:
3314  *
3315  *          - cond_resched() call
3316  *          - explicit schedule() call
3317  *          - return from syscall or exception to user-space
3318  *          - return from interrupt-handler to user-space
3319  *
3320  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3321  */
3322 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3323 {
3324         struct task_struct *prev, *next;
3325         unsigned long *switch_count;
3326         struct pin_cookie cookie;
3327         struct rq *rq;
3328         int cpu;
3329
3330         cpu = smp_processor_id();
3331         rq = cpu_rq(cpu);
3332         prev = rq->curr;
3333
3334         /*
3335          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3336          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3337          * inconsistent (higher) preempt count.
3338          *
3339          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3340          * about this.
3341          */
3342         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3343                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3344
3345         schedule_debug(prev);
3346
3347         if (sched_feat(HRTICK))
3348                 hrtick_clear(rq);
3349
3350         local_irq_disable();
3351         rcu_note_context_switch();
3352
3353         /*
3354          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3355          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3356          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3357          */
3358         smp_mb__before_spinlock();
3359         raw_spin_lock(&rq->lock);
3360         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3361
3362         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3363
3364         switch_count = &prev->nivcsw;
3365         if (!preempt && prev->state) {
3366                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3367                         prev->state = TASK_RUNNING;
3368                 } else {
3369                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3370                         prev->on_rq = 0;
3371
3372                         /*
3373                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3374                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3375                          * concurrency.
3376                          */
3377                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3378                                 struct task_struct *to_wakeup;
3379
3380                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3381                                 if (to_wakeup)
3382                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, cookie);
3383                         }
3384                 }
3385                 switch_count = &prev->nvcsw;
3386         }
3387
3388         if (task_on_rq_queued(prev))
3389                 update_rq_clock(rq);
3390
3391         next = pick_next_task(rq, prev, cookie);
3392         clear_tsk_need_resched(prev);
3393         clear_preempt_need_resched();
3394         rq->clock_skip_update = 0;
3395
3396         if (likely(prev != next)) {
3397                 rq->nr_switches++;
3398                 rq->curr = next;
3399                 ++*switch_count;
3400
3401                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3402                 rq = context_switch(rq, prev, next, cookie); /* unlocks the rq */
3403         } else {
3404                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
3405                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3406         }
3407
3408         balance_callback(rq);
3409 }
3410 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__schedule); /* switch_to() */
3411
3412 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3413 {
3414         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3415                 return;
3416         /*
3417          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3418          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3419          */
3420         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3421                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3422 }
3423
3424 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3425 {
3426         struct task_struct *tsk = current;
3427
3428         sched_submit_work(tsk);
3429         do {
3430                 preempt_disable();
3431                 __schedule(false);
3432                 sched_preempt_enable_no_resched();
3433         } while (need_resched());
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3436
3437 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3438 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3439 {
3440         /*
3441          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3442          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3443          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3444          * we find a better solution.
3445          *
3446          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3447          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3448          * too frequently to make sense yet.
3449          */
3450         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3451         schedule();
3452         exception_exit(prev_state);
3453 }
3454 #endif
3455
3456 /**
3457  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3458  *
3459  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3460  */
3461 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3462 {
3463         sched_preempt_enable_no_resched();
3464         schedule();
3465         preempt_disable();
3466 }
3467
3468 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3469 {
3470         do {
3471                 /*
3472                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3473                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3474                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3475                  * by the function tracer will call this function again and
3476                  * cause infinite recursion.
3477                  *
3478                  * Preemption must be disabled here before the function
3479                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3480                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3481                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3482                  * which can also be traced by the function tracer.
3483                  */
3484                 preempt_disable_notrace();
3485                 preempt_latency_start(1);
3486                 __schedule(true);
3487                 preempt_latency_stop(1);
3488                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3489
3490                 /*
3491                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3492                  * between schedule and now.
3493                  */
3494         } while (need_resched());
3495 }
3496
3497 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3498 /*
3499  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3500  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3501  * occur there and call schedule directly.
3502  */
3503 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3504 {
3505         /*
3506          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3507          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3508          */
3509         if (likely(!preemptible()))
3510                 return;
3511
3512         preempt_schedule_common();
3513 }
3514 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3515 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3516
3517 /**
3518  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3519  *
3520  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3521  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3522  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3523  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3524  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3525  * to be called when the system is still in usermode.
3526  *
3527  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3528  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3529  * calling the scheduler.
3530  */
3531 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3532 {
3533         enum ctx_state prev_ctx;
3534
3535         if (likely(!preemptible()))
3536                 return;
3537
3538         do {
3539                 /*
3540                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3541                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3542                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3543                  * by the function tracer will call this function again and
3544                  * cause infinite recursion.
3545                  *
3546                  * Preemption must be disabled here before the function
3547                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3548                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3549                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3550                  * which can also be traced by the function tracer.
3551                  */
3552                 preempt_disable_notrace();
3553                 preempt_latency_start(1);
3554                 /*
3555                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3556                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3557                  * an infinite recursion.
3558                  */
3559                 prev_ctx = exception_enter();
3560                 __schedule(true);
3561                 exception_exit(prev_ctx);
3562
3563                 preempt_latency_stop(1);
3564                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3565         } while (need_resched());
3566 }
3567 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3568
3569 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3570
3571 /*
3572  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3573  * off of irq context.
3574  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3575  * protect us against recursive calling from irq.
3576  */
3577 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3578 {
3579         enum ctx_state prev_state;
3580
3581         /* Catch callers which need to be fixed */
3582         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3583
3584         prev_state = exception_enter();
3585
3586         do {
3587                 preempt_disable();
3588                 local_irq_enable();
3589                 __schedule(true);
3590                 local_irq_disable();
3591                 sched_preempt_enable_no_resched();
3592         } while (need_resched());
3593
3594         exception_exit(prev_state);
3595 }
3596
3597 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3598                           void *key)
3599 {
3600         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3603
3604 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3605
3606 /*
3607  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3608  * @p: task
3609  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3610  *
3611  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3612  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3613  *
3614  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3615  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3616  */
3617 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3618 {
3619         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3620         const struct sched_class *prev_class;
3621         struct rq_flags rf;
3622         struct rq *rq;
3623
3624         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3625
3626         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3627
3628         /*
3629          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3630          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3631          *
3632          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3633          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3634          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3635          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3636          * with interrupts disabled and will complete the lock
3637          * protected section without being interrupted. So there is no
3638          * real need to boost.
3639          */
3640         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3641                 WARN_ON(p != rq->curr);
3642                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3643                 goto out_unlock;
3644         }
3645
3646         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3647         oldprio = p->prio;
3648
3649         if (oldprio == prio)
3650                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3651
3652         prev_class = p->sched_class;
3653         queued = task_on_rq_queued(p);
3654         running = task_current(rq, p);
3655         if (queued)
3656                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3657         if (running)
3658                 put_prev_task(rq, p);
3659
3660         /*
3661          * Boosting condition are:
3662          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3663          *      --> -dl task blocks on mutex A
3664          *
3665          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3666          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3667          *          running task
3668          */
3669         if (dl_prio(prio)) {
3670                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3671                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3672                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3673                         p->dl.dl_boosted = 1;
3674                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3675                 } else
3676                         p->dl.dl_boosted = 0;
3677                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3678         } else if (rt_prio(prio)) {
3679                 if (dl_prio(oldprio))
3680                         p->dl.dl_boosted = 0;
3681                 if (oldprio < prio)
3682                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3683                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3684         } else {
3685                 if (dl_prio(oldprio))
3686                         p->dl.dl_boosted = 0;
3687                 if (rt_prio(oldprio))
3688                         p->rt.timeout = 0;
3689                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3690         }
3691
3692         p->prio = prio;
3693
3694         if (running)
3695                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3696         if (queued)
3697                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3698
3699         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3700 out_unlock:
3701         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3702         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3703
3704         balance_callback(rq);
3705         preempt_enable();
3706 }
3707 #endif
3708
3709 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3710 {
3711         int old_prio, delta, queued;
3712         struct rq_flags rf;
3713         struct rq *rq;
3714
3715         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3716                 return;
3717         /*
3718          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3719          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3720          */
3721         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3722         /*
3723          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3724          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3725          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3726          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3727          */
3728         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3729                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3730                 goto out_unlock;
3731         }
3732         queued = task_on_rq_queued(p);
3733         if (queued)
3734                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3735
3736         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3737         set_load_weight(p);
3738         old_prio = p->prio;
3739         p->prio = effective_prio(p);
3740         delta = p->prio - old_prio;
3741
3742         if (queued) {
3743                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3744                 /*
3745                  * If the task increased its priority or is running and
3746                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3747                  */
3748                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3749                         resched_curr(rq);
3750         }
3751 out_unlock:
3752         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3753 }
3754 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3755
3756 /*
3757  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3758  * @p: task
3759  * @nice: nice value
3760  */
3761 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3762 {
3763         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3764         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3765
3766         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3767                 capable(CAP_SYS_NICE));
3768 }
3769
3770 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3771
3772 /*
3773  * sys_nice - change the priority of the current process.
3774  * @increment: priority increment
3775  *
3776  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3777  * does similar things.
3778  */
3779 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3780 {
3781         long nice, retval;
3782
3783         /*
3784          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3785          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3786          * and we have a single winner.
3787          */
3788         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3789         nice = task_nice(current) + increment;
3790
3791         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3792         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3793                 return -EPERM;
3794
3795         retval = security_task_setnice(current, nice);
3796         if (retval)
3797                 return retval;
3798
3799         set_user_nice(current, nice);
3800         return 0;
3801 }
3802
3803 #endif
3804
3805 /**
3806  * task_prio - return the priority value of a given task.
3807  * @p: the task in question.
3808  *
3809  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3810  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3811  * around 0, value goes from -16 to +15.
3812  */
3813 int task_prio(const struct task_struct *p)
3814 {
3815         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3816 }
3817
3818 /**
3819  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3820  * @cpu: the processor in question.
3821  *
3822  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3823  */
3824 int idle_cpu(int cpu)
3825 {
3826         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3827
3828         if (rq->curr != rq->idle)
3829                 return 0;
3830
3831         if (rq->nr_running)
3832                 return 0;
3833
3834 #ifdef CONFIG_SMP
3835         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3836                 return 0;
3837 #endif
3838
3839         return 1;
3840 }
3841
3842 /**
3843  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3844  * @cpu: the processor in question.
3845  *
3846  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3847  */
3848 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3849 {
3850         return cpu_rq(cpu)->idle;
3851 }
3852
3853 /**
3854  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3855  * @pid: the pid in question.
3856  *
3857  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3858  */
3859 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3860 {
3861         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3862 }
3863
3864 /*
3865  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3866  * SCHED_DEADLINE task.
3867  *
3868  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3869  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3870  * for the first time with its new policy.
3871  */
3872 static void
3873 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3874 {
3875         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3876
3877         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3878         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3879         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3880         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3881         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3882
3883         /*
3884          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3885          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3886          *
3887          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3888          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3889          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3890          * amount.
3891          *
3892          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3893          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3894          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3895          * before the current scheduling deadline.
3896          *
3897          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3898          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3899          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3900          * consume more than promised.
3901          */
3902 }
3903
3904 /*
3905  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3906  * it calls know not to change it.
3907  */
3908 #define SETPARAM_POLICY -1
3909
3910 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3911                 const struct sched_attr *attr)
3912 {
3913         int policy = attr->sched_policy;
3914
3915         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3916                 policy = p->policy;
3917
3918         p->policy = policy;
3919
3920         if (dl_policy(policy))
3921                 __setparam_dl(p, attr);
3922         else if (fair_policy(policy))
3923                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3924
3925         /*
3926          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3927          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3928          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3929          */
3930         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3931         p->normal_prio = normal_prio(p);
3932         set_load_weight(p);
3933 }
3934
3935 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3936 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3937                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3938 {
3939         __setscheduler_params(p, attr);
3940
3941         /*
3942          * Keep a potential priority boosting if called from
3943          * sched_setscheduler().
3944          */
3945         if (keep_boost)
3946                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3947         else
3948                 p->prio = normal_prio(p);
3949
3950         if (dl_prio(p->prio))
3951                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3952         else if (rt_prio(p->prio))
3953                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3954         else
3955                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3956 }
3957
3958 static void
3959 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3960 {
3961         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3962
3963         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3964         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3965         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3966         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3967         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3968 }
3969
3970 /*
3971  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3972  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3973  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3974  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3975  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3976  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3977  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3978  * sched_period, as the latter can be zero).
3979  */
3980 static bool
3981 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3982 {
3983         /* deadline != 0 */
3984         if (attr->sched_deadline == 0)
3985                 return false;
3986
3987         /*
3988          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3989          * that big.
3990          */
3991         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3992                 return false;
3993
3994         /*
3995          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3996          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3997          */
3998         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3999             attr->sched_period & (1ULL << 63))
4000                 return false;
4001
4002         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
4003         if ((attr->sched_period != 0 &&
4004              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
4005             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
4006                 return false;
4007
4008         return true;
4009 }
4010
4011 /*
4012  * check the target process has a UID that matches the current process's
4013  */
4014 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4015 {
4016         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4017         bool match;
4018
4019         rcu_read_lock();
4020         pcred = __task_cred(p);
4021         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4022                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4023         rcu_read_unlock();
4024         return match;
4025 }
4026
4027 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
4028                 const struct sched_attr *attr)
4029 {
4030         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
4031
4032         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
4033                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
4034                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
4035                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
4036                 return true;
4037
4038         return false;
4039 }
4040
4041 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4042                                 const struct sched_attr *attr,
4043                                 bool user, bool pi)
4044 {
4045         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4046                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4047         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4048         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4049         const struct sched_class *prev_class;
4050         struct rq_flags rf;
4051         int reset_on_fork;
4052         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
4053         struct rq *rq;
4054
4055         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4056         BUG_ON(in_interrupt());
4057 recheck:
4058         /* double check policy once rq lock held */
4059         if (policy < 0) {
4060                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4061                 policy = oldpolicy = p->policy;
4062         } else {
4063                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4064
4065                 if (!valid_policy(policy))
4066                         return -EINVAL;
4067         }
4068
4069         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
4070                 return -EINVAL;
4071
4072         /*
4073          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4074          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4075          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4076          */
4077         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4078             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4079                 return -EINVAL;
4080         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4081             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4082                 return -EINVAL;
4083
4084         /*
4085          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4086          */
4087         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4088                 if (fair_policy(policy)) {
4089                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4090                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4091                                 return -EPERM;
4092                 }
4093
4094                 if (rt_policy(policy)) {
4095                         unsigned long rlim_rtprio =
4096                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4097
4098                         /* can't set/change the rt policy */
4099                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4100                                 return -EPERM;
4101
4102                         /* can't increase priority */
4103                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4104                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4105                                 return -EPERM;
4106                 }
4107
4108                  /*
4109                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4110                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4111                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4112                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4113                   */
4114                 if (dl_policy(policy))
4115                         return -EPERM;
4116
4117                 /*
4118                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4119                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4120                  */
4121                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4122                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4123                                 return -EPERM;
4124                 }
4125
4126                 /* can't change other user's priorities */
4127                 if (!check_same_owner(p))
4128                         return -EPERM;
4129
4130                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4131                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4132                         return -EPERM;
4133         }
4134
4135         if (user) {
4136                 retval = security_task_setscheduler(p);
4137                 if (retval)
4138                         return retval;
4139         }
4140
4141         /*
4142          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4143          * changing the priority of the task:
4144          *
4145          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4146          * runqueue lock must be held.
4147          */
4148         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4149
4150         /*
4151          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4152          */
4153         if (p == rq->stop) {
4154                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4155                 return -EINVAL;
4156         }
4157
4158         /*
4159          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4160          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4161          */
4162         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4163                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4164                         goto change;
4165                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4166                         goto change;
4167                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4168                         goto change;
4169
4170                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4171                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4172                 return 0;
4173         }
4174 change:
4175
4176         if (user) {
4177 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4178                 /*
4179                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4180                  * assigned.
4181                  */
4182                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4183                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4184                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4185                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4186                         return -EPERM;
4187                 }
4188 #endif
4189 #ifdef CONFIG_SMP
4190                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4191                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4192
4193                         /*
4194                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4195                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4196                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4197                          */
4198                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4199                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4200                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4201                                 return -EPERM;
4202                         }
4203                 }
4204 #endif
4205         }
4206
4207         /* recheck policy now with rq lock held */
4208         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4209                 policy = oldpolicy = -1;
4210                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4211                 goto recheck;
4212         }
4213
4214         /*
4215          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4216          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4217          * is available.
4218          */
4219         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4220                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4221                 return -EBUSY;
4222         }
4223
4224         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4225         oldprio = p->prio;
4226
4227         if (pi) {
4228                 /*
4229                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4230                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4231                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4232                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4233                  * itself.
4234                  */
4235                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4236                 if (new_effective_prio == oldprio)
4237                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4238         }
4239
4240         queued = task_on_rq_queued(p);
4241         running = task_current(rq, p);
4242         if (queued)
4243                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4244         if (running)
4245                 put_prev_task(rq, p);
4246
4247         prev_class = p->sched_class;
4248         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4249
4250         if (running)
4251                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4252         if (queued) {
4253                 /*
4254                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4255                  * increased (user space view).
4256                  */
4257                 if (oldprio < p->prio)
4258                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4259
4260                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4261         }
4262
4263         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4264         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4265         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4266
4267         if (pi)
4268                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4269
4270         /*
4271          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4272          */
4273         balance_callback(rq);
4274         preempt_enable();
4275
4276         return 0;
4277 }
4278
4279 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4280                                const struct sched_param *param, bool check)
4281 {
4282         struct sched_attr attr = {
4283                 .sched_policy   = policy,
4284                 .sched_priority = param->sched_priority,
4285                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4286         };
4287
4288         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4289         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4290                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4291                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4292                 attr.sched_policy = policy;
4293         }
4294
4295         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4296 }
4297 /**
4298  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4299  * @p: the task in question.
4300  * @policy: new policy.
4301  * @param: structure containing the new RT priority.
4302  *
4303  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4304  *
4305  * NOTE that the task may be already dead.
4306  */
4307 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4308                        const struct sched_param *param)
4309 {
4310         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4311 }
4312 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4313
4314 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4315 {
4316         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4317 }
4318 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4319
4320 /**
4321  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4322  * @p: the task in question.
4323  * @policy: new policy.
4324  * @param: structure containing the new RT priority.
4325  *
4326  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4327  * current context has permission.  For example, this is needed in
4328  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4329  * but our caller might not have that capability.
4330  *
4331  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4332  */
4333 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4334                                const struct sched_param *param)
4335 {
4336         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4337 }
4338 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4339
4340 static int
4341 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4342 {
4343         struct sched_param lparam;
4344         struct task_struct *p;
4345         int retval;
4346
4347         if (!param || pid < 0)
4348                 return -EINVAL;
4349         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4350                 return -EFAULT;
4351
4352         rcu_read_lock();
4353         retval = -ESRCH;
4354         p = find_process_by_pid(pid);
4355         if (p != NULL)
4356                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4357         rcu_read_unlock();
4358
4359         return retval;
4360 }
4361
4362 /*
4363  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4364  */
4365 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4366                            struct sched_attr *attr)
4367 {
4368         u32 size;
4369         int ret;
4370
4371         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4372                 return -EFAULT;
4373
4374         /*
4375          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4376          */
4377         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4378
4379         ret = get_user(size, &uattr->size);
4380         if (ret)
4381                 return ret;
4382
4383         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4384                 goto err_size;
4385
4386         if (!size)              /* abi compat */
4387                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4388
4389         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4390                 goto err_size;
4391
4392         /*
4393          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4394          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4395          * user-space does not rely on any kernel feature
4396          * extensions we dont know about yet.
4397          */
4398         if (size > sizeof(*attr)) {
4399                 unsigned char __user *addr;
4400                 unsigned char __user *end;
4401                 unsigned char val;
4402
4403                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4404                 end  = (void __user *)uattr + size;
4405
4406                 for (; addr < end; addr++) {
4407                         ret = get_user(val, addr);
4408                         if (ret)
4409                                 return ret;
4410                         if (val)
4411                                 goto err_size;
4412                 }
4413                 size = sizeof(*attr);
4414         }
4415
4416         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4417         if (ret)
4418                 return -EFAULT;
4419
4420         /*
4421          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4422          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4423          */
4424         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4425
4426         return 0;
4427
4428 err_size:
4429         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4430         return -E2BIG;
4431 }
4432
4433 /**
4434  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4435  * @pid: the pid in question.
4436  * @policy: new policy.
4437  * @param: structure containing the new RT priority.
4438  *
4439  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4440  */
4441 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4442                 struct sched_param __user *, param)
4443 {
4444         /* negative values for policy are not valid */
4445         if (policy < 0)
4446                 return -EINVAL;
4447
4448         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4449 }
4450
4451 /**
4452  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4453  * @pid: the pid in question.
4454  * @param: structure containing the new RT priority.
4455  *
4456  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4457  */
4458 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4459 {
4460         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4461 }
4462
4463 /**
4464  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4465  * @pid: the pid in question.
4466  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4467  * @flags: for future extension.
4468  */
4469 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4470                                unsigned int, flags)
4471 {
4472         struct sched_attr attr;
4473         struct task_struct *p;
4474         int retval;
4475
4476         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4477                 return -EINVAL;
4478
4479         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4480         if (retval)
4481                 return retval;
4482
4483         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4484                 return -EINVAL;
4485
4486         rcu_read_lock();
4487         retval = -ESRCH;
4488         p = find_process_by_pid(pid);
4489         if (p != NULL)
4490                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4491         rcu_read_unlock();
4492
4493         return retval;
4494 }
4495
4496 /**
4497  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4498  * @pid: the pid in question.
4499  *
4500  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4501  * code.
4502  */
4503 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4504 {
4505         struct task_struct *p;
4506         int retval;
4507
4508         if (pid < 0)
4509                 return -EINVAL;
4510
4511         retval = -ESRCH;
4512         rcu_read_lock();
4513         p = find_process_by_pid(pid);
4514         if (p) {
4515                 retval = security_task_getscheduler(p);
4516                 if (!retval)
4517                         retval = p->policy
4518                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4519         }
4520         rcu_read_unlock();
4521         return retval;
4522 }
4523
4524 /**
4525  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4526  * @pid: the pid in question.
4527  * @param: structure containing the RT priority.
4528  *
4529  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4530  * code.
4531  */
4532 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4533 {
4534         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4535         struct task_struct *p;
4536         int retval;
4537
4538         if (!param || pid < 0)
4539                 return -EINVAL;
4540
4541         rcu_read_lock();
4542         p = find_process_by_pid(pid);
4543         retval = -ESRCH;
4544         if (!p)
4545                 goto out_unlock;
4546
4547         retval = security_task_getscheduler(p);
4548         if (retval)
4549                 goto out_unlock;
4550
4551         if (task_has_rt_policy(p))
4552                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4553         rcu_read_unlock();
4554
4555         /*
4556          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4557          */
4558         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4559
4560         return retval;
4561
4562 out_unlock:
4563         rcu_read_unlock();
4564         return retval;
4565 }
4566
4567 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4568                            struct sched_attr *attr,
4569                            unsigned int usize)
4570 {
4571         int ret;
4572
4573         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4574                 return -EFAULT;
4575
4576         /*
4577          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4578          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4579          * user-space does not get uncomplete information.
4580          */
4581         if (usize < sizeof(*attr)) {
4582                 unsigned char *addr;
4583                 unsigned char *end;
4584
4585                 addr = (void *)attr + usize;
4586                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4587
4588                 for (; addr < end; addr++) {
4589                         if (*addr)
4590                                 return -EFBIG;
4591                 }
4592
4593                 attr->size = usize;
4594         }
4595
4596         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4597         if (ret)
4598                 return -EFAULT;
4599
4600         return 0;
4601 }
4602
4603 /**
4604  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4605  * @pid: the pid in question.
4606  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4607  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4608  * @flags: for future extension.
4609  */
4610 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4611                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4612 {
4613         struct sched_attr attr = {
4614                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4615         };
4616         struct task_struct *p;
4617         int retval;
4618
4619         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4620             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4621                 return -EINVAL;
4622
4623         rcu_read_lock();
4624         p = find_process_by_pid(pid);
4625         retval = -ESRCH;
4626         if (!p)
4627                 goto out_unlock;
4628
4629         retval = security_task_getscheduler(p);
4630         if (retval)
4631                 goto out_unlock;
4632
4633         attr.sched_policy = p->policy;
4634         if (p->sched_reset_on_fork)
4635                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4636         if (task_has_dl_policy(p))
4637                 __getparam_dl(p, &attr);
4638         else if (task_has_rt_policy(p))
4639                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4640         else
4641                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4642
4643         rcu_read_unlock();
4644
4645         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4646         return retval;
4647
4648 out_unlock:
4649         rcu_read_unlock();
4650         return retval;
4651 }
4652
4653 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4654 {
4655         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4656         struct task_struct *p;
4657         int retval;
4658
4659         rcu_read_lock();
4660
4661         p = find_process_by_pid(pid);
4662         if (!p) {
4663                 rcu_read_unlock();
4664                 return -ESRCH;
4665         }
4666
4667         /* Prevent p going away */
4668         get_task_struct(p);
4669         rcu_read_unlock();
4670
4671         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4672                 retval = -EINVAL;
4673                 goto out_put_task;
4674         }
4675         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4676                 retval = -ENOMEM;
4677                 goto out_put_task;
4678         }
4679         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4680                 retval = -ENOMEM;
4681                 goto out_free_cpus_allowed;
4682         }
4683         retval = -EPERM;
4684         if (!check_same_owner(p)) {
4685                 rcu_read_lock();
4686                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4687                         rcu_read_unlock();
4688                         goto out_free_new_mask;
4689                 }
4690                 rcu_read_unlock();
4691         }
4692
4693         retval = security_task_setscheduler(p);
4694         if (retval)
4695                 goto out_free_new_mask;
4696
4697
4698         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4699         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4700
4701         /*
4702          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4703          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4704          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4705          * root_domain.
4706          */
4707 #ifdef CONFIG_SMP
4708         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4709                 rcu_read_lock();
4710                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4711                         retval = -EBUSY;
4712                         rcu_read_unlock();
4713                         goto out_free_new_mask;
4714                 }
4715                 rcu_read_unlock();
4716         }
4717 #endif
4718 again:
4719         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4720
4721         if (!retval) {
4722                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4723                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4724                         /*
4725                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4726                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4727                          * cpuset's cpus_allowed
4728                          */
4729                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4730                         goto again;
4731                 }
4732         }
4733 out_free_new_mask:
4734         free_cpumask_var(new_mask);
4735 out_free_cpus_allowed:
4736         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4737 out_put_task:
4738         put_task_struct(p);
4739         return retval;
4740 }
4741
4742 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4743                              struct cpumask *new_mask)
4744 {
4745         if (len < cpumask_size())
4746                 cpumask_clear(new_mask);
4747         else if (len > cpumask_size())
4748                 len = cpumask_size();
4749
4750         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4751 }
4752
4753 /**
4754  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4755  * @pid: pid of the process
4756  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4757  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4758  *
4759  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4760  */
4761 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4762                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4763 {
4764         cpumask_var_t new_mask;
4765         int retval;
4766
4767         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4768                 return -ENOMEM;
4769
4770         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4771         if (retval == 0)
4772                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4773         free_cpumask_var(new_mask);
4774         return retval;
4775 }
4776
4777 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4778 {
4779         struct task_struct *p;
4780         unsigned long flags;
4781         int retval;
4782
4783         rcu_read_lock();
4784
4785         retval = -ESRCH;
4786         p = find_process_by_pid(pid);
4787         if (!p)
4788                 goto out_unlock;
4789
4790         retval = security_task_getscheduler(p);
4791         if (retval)
4792                 goto out_unlock;
4793
4794         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4795         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4796         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4797
4798 out_unlock:
4799         rcu_read_unlock();
4800
4801         return retval;
4802 }
4803
4804 /**
4805  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4806  * @pid: pid of the process
4807  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4808  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4809  *
4810  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4811  * error code otherwise.
4812  */
4813 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4814                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4815 {
4816         int ret;
4817         cpumask_var_t mask;
4818
4819         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4820                 return -EINVAL;
4821         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4822                 return -EINVAL;
4823
4824         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4825                 return -ENOMEM;
4826
4827         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4828         if (ret == 0) {
4829                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4830
4831                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4832                         ret = -EFAULT;
4833                 else
4834                         ret = retlen;
4835         }
4836         free_cpumask_var(mask);
4837
4838         return ret;
4839 }
4840
4841 /**
4842  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4843  *
4844  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4845  * other threads running on this CPU then this function will return.
4846  *
4847  * Return: 0.
4848  */
4849 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4850 {
4851         struct rq *rq = this_rq_lock();
4852
4853         schedstat_inc(rq->yld_count);
4854         current->sched_class->yield_task(rq);
4855
4856         /*
4857          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4858          * no need to preempt or enable interrupts:
4859          */
4860         __release(rq->lock);
4861         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4862         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4863         sched_preempt_enable_no_resched();
4864
4865         schedule();
4866
4867         return 0;
4868 }
4869
4870 int __sched _cond_resched(void)
4871 {
4872         if (should_resched(0)) {
4873                 preempt_schedule_common();
4874                 return 1;
4875         }
4876         return 0;
4877 }
4878 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4879
4880 /*
4881  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4882  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4883  *
4884  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4885  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4886  * spin_unlock(), once by hand).
4887  */
4888 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4889 {
4890         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4891         int ret = 0;
4892
4893         lockdep_assert_held(lock);
4894
4895         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4896                 spin_unlock(lock);
4897                 if (resched)
4898                         preempt_schedule_common();
4899                 else
4900                         cpu_relax();
4901                 ret = 1;
4902                 spin_lock(lock);
4903         }
4904         return ret;
4905 }
4906 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4907
4908 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4909 {
4910         BUG_ON(!in_softirq());
4911
4912         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4913                 local_bh_enable();
4914                 preempt_schedule_common();
4915                 local_bh_disable();
4916                 return 1;
4917         }
4918         return 0;
4919 }
4920 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4921
4922 /**
4923  * yield - yield the current processor to other threads.
4924  *
4925  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4926  *
4927  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4928  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4929  * it, its already broken.
4930  *
4931  * Typical broken usage is:
4932  *
4933  * while (!event)
4934  *      yield();
4935  *
4936  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4937  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4938  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4939  *
4940  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4941  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4942  * If you still want to use yield(), do not!
4943  */
4944 void __sched yield(void)
4945 {
4946         set_current_state(TASK_RUNNING);
4947         sys_sched_yield();
4948 }
4949 EXPORT_SYMBOL(yield);
4950
4951 /**
4952  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4953  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4954  * processor it's on.
4955  * @p: target task
4956  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4957  *
4958  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4959  * can't go away on us before we can do any checks.
4960  *
4961  * Return:
4962  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4963  *      false (0) if we failed to boost the target.
4964  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4965  */
4966 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4967 {
4968         struct task_struct *curr = current;
4969         struct rq *rq, *p_rq;
4970         unsigned long flags;
4971         int yielded = 0;
4972
4973         local_irq_save(flags);
4974         rq = this_rq();
4975
4976 again:
4977         p_rq = task_rq(p);
4978         /*
4979          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4980          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4981          */
4982         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4983                 yielded = -ESRCH;
4984                 goto out_irq;
4985         }
4986
4987         double_rq_lock(rq, p_rq);
4988         if (task_rq(p) != p_rq) {
4989                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4990                 goto again;
4991         }
4992
4993         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4994                 goto out_unlock;
4995
4996         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4997                 goto out_unlock;
4998
4999         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5000                 goto out_unlock;
5001
5002         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5003         if (yielded) {
5004                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5005                 /*
5006                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5007                  * fairness.
5008                  */
5009                 if (preempt && rq != p_rq)
5010                         resched_curr(p_rq);
5011         }
5012
5013 out_unlock:
5014         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5015 out_irq:
5016         local_irq_restore(flags);
5017
5018         if (yielded > 0)
5019                 schedule();
5020
5021         return yielded;
5022 }
5023 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5024
5025 /*
5026  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5027  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5028  */
5029 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5030 {
5031         int old_iowait = current->in_iowait;
5032         struct rq *rq;
5033         long ret;
5034
5035         current->in_iowait = 1;
5036         blk_schedule_flush_plug(current);
5037
5038         delayacct_blkio_start();
5039         rq = raw_rq();
5040         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5041         ret = schedule_timeout(timeout);
5042         current->in_iowait = old_iowait;
5043         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5044         delayacct_blkio_end();
5045
5046         return ret;
5047 }
5048 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5049
5050 /**
5051  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5052  * @policy: scheduling class.
5053  *
5054  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5055  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5056  * On failure, a negative error code is returned.
5057  */
5058 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5059 {
5060         int ret = -EINVAL;
5061
5062         switch (policy) {
5063         case SCHED_FIFO:
5064         case SCHED_RR:
5065                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5066                 break;
5067         case SCHED_DEADLINE:
5068         case SCHED_NORMAL:
5069         case SCHED_BATCH:
5070         case SCHED_IDLE:
5071                 ret = 0;
5072                 break;
5073         }
5074         return ret;
5075 }
5076
5077 /**
5078  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5079  * @policy: scheduling class.
5080  *
5081  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5082  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5083  * On failure, a negative error code is returned.
5084  */
5085 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5086 {
5087         int ret = -EINVAL;
5088
5089         switch (policy) {
5090         case SCHED_FIFO:
5091         case SCHED_RR:
5092                 ret = 1;
5093                 break;
5094         case SCHED_DEADLINE:
5095         case SCHED_NORMAL:
5096         case SCHED_BATCH:
5097         case SCHED_IDLE:
5098                 ret = 0;
5099         }
5100         return ret;
5101 }
5102
5103 /**
5104  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5105  * @pid: pid of the process.
5106  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5107  *
5108  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5109  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5110  *
5111  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5112  * an error code.
5113  */
5114 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5115                 struct timespec __user *, interval)
5116 {
5117         struct task_struct *p;
5118         unsigned int time_slice;
5119         struct rq_flags rf;
5120         struct timespec t;
5121         struct rq *rq;
5122         int retval;
5123
5124         if (pid < 0)
5125                 return -EINVAL;
5126
5127         retval = -ESRCH;
5128         rcu_read_lock();
5129         p = find_process_by_pid(pid);
5130         if (!p)
5131                 goto out_unlock;
5132
5133         retval = security_task_getscheduler(p);
5134         if (retval)
5135                 goto out_unlock;
5136
5137         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5138         time_slice = 0;
5139         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5140                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5141         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5142
5143         rcu_read_unlock();
5144         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5145         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5146         return retval;
5147
5148 out_unlock:
5149         rcu_read_unlock();
5150         return retval;
5151 }
5152
5153 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5154
5155 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5156 {
5157         unsigned long free = 0;
5158         int ppid;
5159         unsigned long state = p->state;
5160
5161         if (state)
5162                 state = __ffs(state) + 1;
5163         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5164                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5165 #if BITS_PER_LONG == 32
5166         if (state == TASK_RUNNING)
5167                 printk(KERN_CONT " running  ");
5168         else
5169                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5170 #else
5171         if (state == TASK_RUNNING)
5172                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5173         else
5174                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5175 #endif
5176 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5177         free = stack_not_used(p);
5178 #endif
5179         ppid = 0;
5180         rcu_read_lock();
5181         if (pid_alive(p))
5182                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5183         rcu_read_unlock();
5184         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5185                 task_pid_nr(p), ppid,
5186                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5187
5188         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5189         show_stack(p, NULL);
5190 }
5191
5192 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5193 {
5194         struct task_struct *g, *p;
5195
5196 #if BITS_PER_LONG == 32
5197         printk(KERN_INFO
5198                 "  task                PC stack   pid father\n");
5199 #else
5200         printk(KERN_INFO
5201                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5202 #endif
5203         rcu_read_lock();
5204         for_each_process_thread(g, p) {
5205                 /*
5206                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5207                  * console might take a lot of time:
5208                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5209                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5210                  * an IPI.
5211                  */
5212                 touch_nmi_watchdog();
5213                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5214                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5215                         sched_show_task(p);
5216         }
5217
5218 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5219         if (!state_filter)
5220                 sysrq_sched_debug_show();
5221 #endif
5222         rcu_read_unlock();
5223         /*
5224          * Only show locks if all tasks are dumped:
5225          */
5226         if (!state_filter)
5227                 debug_show_all_locks();
5228 }
5229
5230 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5231 {
5232         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5233 }
5234
5235 /**
5236  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5237  * @idle: task in question
5238  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5239  *
5240  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5241  * flag, to make booting more robust.
5242  */
5243 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5244 {
5245         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5246         unsigned long flags;
5247
5248         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5249         raw_spin_lock(&rq->lock);
5250
5251         __sched_fork(0, idle);
5252         idle->state = TASK_RUNNING;
5253         idle->se.exec_start = sched_clock();
5254
5255         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5256
5257 #ifdef CONFIG_SMP
5258         /*
5259          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5260          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5261          *
5262          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5263          */
5264         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5265 #endif
5266         /*
5267          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5268          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5269          * lockdep check in task_group() will fail.
5270          *
5271          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5272          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5273          *
5274          * Silence PROVE_RCU
5275          */
5276         rcu_read_lock();
5277         __set_task_cpu(idle, cpu);
5278         rcu_read_unlock();
5279
5280         rq->curr = rq->idle = idle;
5281         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5282 #ifdef CONFIG_SMP
5283         idle->on_cpu = 1;
5284 #endif
5285         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5286         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5287
5288         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5289         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5290
5291         /*
5292          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5293          */
5294         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5295         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5296         vtime_init_idle(idle, cpu);
5297 #ifdef CONFIG_SMP
5298         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5299 #endif
5300 }
5301
5302 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5303                               const struct cpumask *trial)
5304 {
5305         int ret = 1, trial_cpus;
5306         struct dl_bw *cur_dl_b;
5307         unsigned long flags;
5308
5309         if (!cpumask_weight(cur))
5310                 return ret;
5311
5312         rcu_read_lock_sched();
5313         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5314         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5315
5316         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5317         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5318             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5319                 ret = 0;
5320         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5321         rcu_read_unlock_sched();
5322
5323         return ret;
5324 }
5325
5326 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5327                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5328 {
5329         int ret = 0;
5330
5331         /*
5332          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5333          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5334          * affinity and isolating such threads by their set of
5335          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5336          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5337          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5338          * before cpus_allowed may be changed.
5339          */
5340         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5341                 ret = -EINVAL;
5342                 goto out;
5343         }
5344
5345 #ifdef CONFIG_SMP
5346         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5347                                               cs_cpus_allowed)) {
5348                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5349                                                         cs_cpus_allowed);
5350                 struct dl_bw *dl_b;
5351                 bool overflow;
5352                 int cpus;
5353                 unsigned long flags;
5354
5355                 rcu_read_lock_sched();
5356                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5357                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5358                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5359                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5360                 if (overflow)
5361                         ret = -EBUSY;
5362                 else {
5363                         /*
5364                          * We reserve space for this task in the destination
5365                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5366                          * We will free resources in the source root_domain
5367                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5368                          */
5369                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5370                 }
5371                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5372                 rcu_read_unlock_sched();
5373
5374         }
5375 #endif
5376 out:
5377         return ret;
5378 }
5379
5380 #ifdef CONFIG_SMP
5381
5382 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5383
5384 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5385 /* Migrate current task p to target_cpu */
5386 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5387 {
5388         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5389         int curr_cpu = task_cpu(p);
5390
5391         if (curr_cpu == target_cpu)
5392                 return 0;
5393
5394         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5395                 return -EINVAL;
5396
5397         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5398
5399         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5400         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5401 }
5402
5403 /*
5404  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5405  * tasks on the runqueues
5406  */
5407 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5408 {
5409         bool queued, running;
5410         struct rq_flags rf;
5411         struct rq *rq;
5412
5413         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5414         queued = task_on_rq_queued(p);
5415         running = task_current(rq, p);
5416
5417         if (queued)
5418                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5419         if (running)
5420                 put_prev_task(rq, p);
5421
5422         p->numa_preferred_nid = nid;
5423
5424         if (running)
5425                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5426         if (queued)
5427                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5428         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5429 }
5430 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5431
5432 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5433 /*
5434  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5435  * offline.
5436  */
5437 void idle_task_exit(void)
5438 {
5439         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5440
5441         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5442
5443         if (mm != &init_mm) {
5444                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5445                 finish_arch_post_lock_switch();
5446         }
5447         mmdrop(mm);
5448 }
5449
5450 /*
5451  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5452  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5453  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5454  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5455  * calculation.
5456  *
5457  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5458  */
5459 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5460 {
5461         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5462         if (delta)
5463                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5464 }
5465
5466 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5467 {
5468 }
5469
5470 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5471         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5472 };
5473
5474 static struct task_struct fake_task = {
5475         /*
5476          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5477          */
5478         .prio = MAX_PRIO + 1,
5479         .sched_class = &fake_sched_class,
5480 };
5481
5482 /*
5483  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5484  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5485  *
5486  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5487  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5488  * because of lock validation efforts.
5489  */
5490 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5491 {
5492         struct rq *rq = dead_rq;
5493         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5494         struct pin_cookie cookie;
5495         int dest_cpu;
5496
5497         /*
5498          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5499          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5500          *
5501          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5502          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5503          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5504          * done here.
5505          */
5506         rq->stop = NULL;
5507
5508         /*
5509          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5510          * class method both need to have an up-to-date
5511          * value of rq->clock[_task]
5512          */
5513         update_rq_clock(rq);
5514
5515         for (;;) {
5516                 /*
5517                  * There's this thread running, bail when that's the only
5518                  * remaining thread.
5519                  */
5520                 if (rq->nr_running == 1)
5521                         break;
5522
5523                 /*
5524                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5525                  */
5526                 cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5527                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, cookie);
5528                 BUG_ON(!next);
5529                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5530
5531                 /*
5532                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5533                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5534                  * stabilizes the mask.
5535                  *
5536                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5537                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5538                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5539                  */
5540                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
5541                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5542                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5543                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5544
5545                 /*
5546                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5547                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5548                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5549                  */
5550                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5551                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5552                         continue;
5553                 }
5554
5555                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5556                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5557
5558                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5559                 if (rq != dead_rq) {
5560                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5561                         rq = dead_rq;
5562                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5563                 }
5564                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5565         }
5566
5567         rq->stop = stop;
5568 }
5569 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5570
5571 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5572 {
5573         if (!rq->online) {
5574                 const struct sched_class *class;
5575
5576                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5577                 rq->online = 1;
5578
5579                 for_each_class(class) {
5580                         if (class->rq_online)
5581                                 class->rq_online(rq);
5582                 }
5583         }
5584 }
5585
5586 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5587 {
5588         if (rq->online) {
5589                 const struct sched_class *class;
5590
5591                 for_each_class(class) {
5592                         if (class->rq_offline)
5593                                 class->rq_offline(rq);
5594                 }
5595
5596                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5597                 rq->online = 0;
5598         }
5599 }
5600
5601 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5602 {
5603         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5604
5605         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5606 }
5607
5608 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5609
5610 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5611
5612 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5613
5614 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5615 {
5616         sched_debug_enabled = 1;
5617
5618         return 0;
5619 }
5620 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5621
5622 static inline bool sched_debug(void)
5623 {
5624         return sched_debug_enabled;
5625 }
5626
5627 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5628                                   struct cpumask *groupmask)
5629 {
5630         struct sched_group *group = sd->groups;
5631
5632         cpumask_clear(groupmask);
5633
5634         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5635
5636         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5637                 printk("does not load-balance\n");
5638                 if (sd->parent)
5639                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5640                                         " has parent");
5641                 return -1;
5642         }
5643
5644         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5645                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5646
5647         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5648                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5649                                 "CPU%d\n", cpu);
5650         }
5651         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5652                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5653                                 " CPU%d\n", cpu);
5654         }
5655
5656         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5657         do {
5658                 if (!group) {
5659                         printk("\n");
5660                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5661                         break;
5662                 }
5663
5664                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5665                         printk(KERN_CONT "\n");
5666                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5667                         break;
5668                 }
5669
5670                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5671                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5672                         printk(KERN_CONT "\n");
5673                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5674                         break;
5675                 }
5676
5677                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5678
5679                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5680                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5681                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5682                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5683                                 group->sgc->capacity);
5684                 }
5685
5686                 group = group->next;
5687         } while (group != sd->groups);
5688         printk(KERN_CONT "\n");
5689
5690         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5691                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5692
5693         if (sd->parent &&
5694             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5695                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5696                         "of domain->span\n");
5697         return 0;
5698 }
5699
5700 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5701 {
5702         int level = 0;
5703
5704         if (!sched_debug_enabled)
5705                 return;
5706
5707         if (!sd) {
5708                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5709                 return;
5710         }
5711
5712         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5713
5714         for (;;) {
5715                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5716                         break;
5717                 level++;
5718                 sd = sd->parent;
5719                 if (!sd)
5720                         break;
5721         }
5722 }
5723 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5724 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5725 static inline bool sched_debug(void)
5726 {
5727         return false;
5728 }
5729 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5730
5731 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5732 {
5733         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5734                 return 1;
5735
5736         /* Following flags need at least 2 groups */
5737         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5738                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5739                          SD_BALANCE_FORK |
5740                          SD_BALANCE_EXEC |
5741                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5742                          SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5743                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5744                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5745                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5746                         return 0;
5747         }
5748
5749         /* Following flags don't use groups */
5750         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5751                 return 0;
5752
5753         return 1;
5754 }
5755
5756 static int
5757 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5758 {
5759         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5760
5761         if (sd_degenerate(parent))
5762                 return 1;
5763
5764         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5765                 return 0;
5766
5767         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5768         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5769                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5770                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5771                                 SD_BALANCE_FORK |
5772                                 SD_BALANCE_EXEC |
5773                                 SD_ASYM_CPUCAPACITY |
5774                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5775                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5776                                 SD_PREFER_SIBLING |
5777                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5778                 if (nr_node_ids == 1)
5779                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5780         }
5781         if (~cflags & pflags)
5782                 return 0;
5783
5784         return 1;
5785 }
5786
5787 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5788 {
5789         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5790
5791         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5792         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5793         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5794         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5795         free_cpumask_var(rd->online);
5796         free_cpumask_var(rd->span);
5797         kfree(rd);
5798 }
5799
5800 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5801 {
5802         struct root_domain *old_rd = NULL;
5803         unsigned long flags;
5804
5805         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5806
5807         if (rq->rd) {
5808                 old_rd = rq->rd;
5809
5810                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5811                         set_rq_offline(rq);
5812
5813                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5814
5815                 /*
5816                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5817                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5818                  * in this function:
5819                  */
5820                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5821                         old_rd = NULL;
5822         }
5823
5824         atomic_inc(&rd->refcount);
5825         rq->rd = rd;
5826
5827         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5828         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5829                 set_rq_online(rq);
5830
5831         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5832
5833         if (old_rd)
5834                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5835 }
5836
5837 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5838 {
5839         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5840
5841         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5842                 goto out;
5843         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5844                 goto free_span;
5845         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5846                 goto free_online;
5847         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5848                 goto free_dlo_mask;
5849
5850         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5851         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5852                 goto free_dlo_mask;
5853
5854         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5855                 goto free_rto_mask;
5856         return 0;
5857
5858 free_rto_mask:
5859         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5860 free_dlo_mask:
5861         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5862 free_online:
5863         free_cpumask_var(rd->online);
5864 free_span:
5865         free_cpumask_var(rd->span);
5866 out:
5867         return -ENOMEM;
5868 }
5869
5870 /*
5871  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5872  * members (mimicking the global state we have today).
5873  */
5874 struct root_domain def_root_domain;
5875
5876 static void init_defrootdomain(void)
5877 {
5878         init_rootdomain(&def_root_domain);
5879
5880         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5881 }
5882
5883 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5884 {
5885         struct root_domain *rd;
5886
5887         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5888         if (!rd)
5889                 return NULL;
5890
5891         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5892                 kfree(rd);
5893                 return NULL;
5894         }
5895
5896         return rd;
5897 }
5898
5899 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5900 {
5901         struct sched_group *tmp, *first;
5902
5903         if (!sg)
5904                 return;
5905
5906         first = sg;
5907         do {
5908                 tmp = sg->next;
5909
5910                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5911                         kfree(sg->sgc);
5912
5913                 kfree(sg);
5914                 sg = tmp;
5915         } while (sg != first);
5916 }
5917
5918 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5919 {
5920         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5921
5922         /*
5923          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5924          * nuke them all.
5925          */
5926         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5927                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5928         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5929                 kfree(sd->groups->sgc);
5930                 kfree(sd->groups);
5931         }
5932         kfree(sd);
5933 }
5934
5935 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5936 {
5937         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5938 }
5939
5940 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5941 {
5942         for (; sd; sd = sd->parent)
5943                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5944 }
5945
5946 /*
5947  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5948  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5949  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5950  *
5951  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5952  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5953  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5954  */
5955 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5956 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5957 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5958 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5959 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5960 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5961
5962 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5963 {
5964         struct sched_domain *sd;
5965         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
5966         int id = cpu;
5967         int size = 1;
5968
5969         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5970         if (sd) {
5971                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5972                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5973                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
5974         }
5975         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
5976
5977         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5978         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
5979         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5980
5981         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
5982         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
5983
5984         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
5985         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
5986 }
5987
5988 /*
5989  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5990  * hold the hotplug lock.
5991  */
5992 static void
5993 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5994 {
5995         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5996         struct sched_domain *tmp;
5997
5998         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5999         for (tmp = sd; tmp; ) {
6000                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6001                 if (!parent)
6002                         break;
6003
6004                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6005                         tmp->parent = parent->parent;
6006                         if (parent->parent)
6007                                 parent->parent->child = tmp;
6008                         /*
6009                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
6010                          * degenerate parent; the spans match for this
6011                          * so the property transfers.
6012                          */
6013                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
6014                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6015                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
6016                 } else
6017                         tmp = tmp->parent;
6018         }
6019
6020         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6021                 tmp = sd;
6022                 sd = sd->parent;
6023                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
6024                 if (sd)
6025                         sd->child = NULL;
6026         }
6027
6028         sched_domain_debug(sd, cpu);
6029
6030         rq_attach_root(rq, rd);
6031         tmp = rq->sd;
6032         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6033         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
6034
6035         update_top_cache_domain(cpu);
6036 }
6037
6038 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6039 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6040 {
6041         int ret;
6042
6043         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
6044         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
6045         if (ret) {
6046                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
6047                 return 0;
6048         }
6049         return 1;
6050 }
6051 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6052
6053 struct s_data {
6054         struct sched_domain ** __percpu sd;
6055         struct root_domain      *rd;
6056 };
6057
6058 enum s_alloc {
6059         sa_rootdomain,
6060         sa_sd,
6061         sa_sd_storage,
6062         sa_none,
6063 };
6064
6065 /*
6066  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
6067  * domain traversal.
6068  *
6069  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
6070  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
6071  * range.
6072  *
6073  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
6074  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
6075  * cpu they're built on, so check that.
6076  *
6077  */
6078 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6079 {
6080         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6081         struct sd_data *sdd = sd->private;
6082         struct sched_domain *sibling;
6083         int i;
6084
6085         for_each_cpu(i, span) {
6086                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6087                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6088                         continue;
6089
6090                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6091         }
6092 }
6093
6094 /*
6095  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6096  * of this group that's also in the iteration mask.
6097  */
6098 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6099 {
6100         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6101 }
6102
6103 static int
6104 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6105 {
6106         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6107         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6108         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6109         struct sd_data *sdd = sd->private;
6110         struct sched_domain *sibling;
6111         int i;
6112
6113         cpumask_clear(covered);
6114
6115         for_each_cpu(i, span) {
6116                 struct cpumask *sg_span;
6117
6118                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6119                         continue;
6120
6121                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6122
6123                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6124                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6125                         continue;
6126
6127                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6128                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6129
6130                 if (!sg)
6131                         goto fail;
6132
6133                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6134                 if (sibling->child)
6135                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6136                 else
6137                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6138
6139                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6140
6141                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6142                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6143                         build_group_mask(sd, sg);
6144
6145                 /*
6146                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6147                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6148                  * die on a /0 trap.
6149                  */
6150                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6151
6152                 /*
6153                  * Make sure the first group of this domain contains the
6154                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6155                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6156                  */
6157                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6158                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6159                         groups = sg;
6160
6161                 if (!first)
6162                         first = sg;
6163                 if (last)
6164                         last->next = sg;
6165                 last = sg;
6166                 last->next = first;
6167         }
6168         sd->groups = groups;
6169
6170         return 0;
6171
6172 fail:
6173         free_sched_groups(first, 0);
6174
6175         return -ENOMEM;
6176 }
6177
6178 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6179 {
6180         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6181         struct sched_domain *child = sd->child;
6182
6183         if (child)
6184                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6185
6186         if (sg) {
6187                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6188                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6189                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6190         }
6191
6192         return cpu;
6193 }
6194
6195 /*
6196  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6197  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6198  * and ->cpu_capacity to 0.
6199  *
6200  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6201  */
6202 static int
6203 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6204 {
6205         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6206         struct sd_data *sdd = sd->private;
6207         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6208         struct cpumask *covered;
6209         int i;
6210
6211         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6212         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6213
6214         if (cpu != cpumask_first(span))
6215                 return 0;
6216
6217         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6218         covered = sched_domains_tmpmask;
6219
6220         cpumask_clear(covered);
6221
6222         for_each_cpu(i, span) {
6223                 struct sched_group *sg;
6224                 int group, j;
6225
6226                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6227                         continue;
6228
6229                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6230                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6231
6232                 for_each_cpu(j, span) {
6233                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6234                                 continue;
6235
6236                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6237                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6238                 }
6239
6240                 if (!first)
6241                         first = sg;
6242                 if (last)
6243                         last->next = sg;
6244                 last = sg;
6245         }
6246         last->next = first;
6247
6248         return 0;
6249 }
6250
6251 /*
6252  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6253  *
6254  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6255  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6256  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6257  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6258  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6259  * group having less cpu_capacity.
6260  */
6261 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6262 {
6263         struct sched_group *sg = sd->groups;
6264
6265         WARN_ON(!sg);
6266
6267         do {
6268                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6269                 sg = sg->next;
6270         } while (sg != sd->groups);
6271
6272         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6273                 return;
6274
6275         update_group_capacity(sd, cpu);
6276         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6277 }
6278
6279 /*
6280  * Initializers for schedule domains
6281  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6282  */
6283
6284 static int default_relax_domain_level = -1;
6285 int sched_domain_level_max;
6286
6287 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6288 {
6289         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6290                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6291
6292         return 1;
6293 }
6294 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6295
6296 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6297                                  struct sched_domain_attr *attr)
6298 {
6299         int request;
6300
6301         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6302                 if (default_relax_domain_level < 0)
6303                         return;
6304                 else
6305                         request = default_relax_domain_level;
6306         } else
6307                 request = attr->relax_domain_level;
6308         if (request < sd->level) {
6309                 /* turn off idle balance on this domain */
6310                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6311         } else {
6312                 /* turn on idle balance on this domain */
6313                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6314         }
6315 }
6316
6317 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6318 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6319
6320 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6321                                  const struct cpumask *cpu_map)
6322 {
6323         switch (what) {
6324         case sa_rootdomain:
6325                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6326                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6327         case sa_sd:
6328                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6329         case sa_sd_storage:
6330                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6331         case sa_none:
6332                 break;
6333         }
6334 }
6335
6336 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6337                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6338 {
6339         memset(d, 0, sizeof(*d));
6340
6341         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6342                 return sa_sd_storage;
6343         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6344         if (!d->sd)
6345                 return sa_sd_storage;
6346         d->rd = alloc_rootdomain();
6347         if (!d->rd)
6348                 return sa_sd;
6349         return sa_rootdomain;
6350 }
6351
6352 /*
6353  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6354  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6355  * will not free the data we're using.
6356  */
6357 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6358 {
6359         struct sd_data *sdd = sd->private;
6360
6361         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6362         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6363
6364         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6365                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6366
6367         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6368                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6369 }
6370
6371 #ifdef CONFIG_NUMA
6372 static int sched_domains_numa_levels;
6373 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6374 static int *sched_domains_numa_distance;
6375 int sched_max_numa_distance;
6376 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6377 static int sched_domains_curr_level;
6378 #endif
6379
6380 /*
6381  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6382  *
6383  * These flags are purely descriptive of the topology and do not prescribe
6384  * behaviour. Behaviour is artificial and mapped in the below sd_init()
6385  * function:
6386  *
6387  *   SD_SHARE_CPUCAPACITY   - describes SMT topologies
6388  *   SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6389  *   SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6390  *   SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6391  *   SD_ASYM_CPUCAPACITY    - describes mixed capacity topologies
6392  *
6393  * Odd one out, which beside describing the topology has a quirk also
6394  * prescribes the desired behaviour that goes along with it:
6395  *
6396  *   SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6397  */
6398 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6399         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6400          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6401          SD_NUMA |                      \
6402          SD_ASYM_PACKING |              \
6403          SD_ASYM_CPUCAPACITY |          \
6404          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6405
6406 static struct sched_domain *
6407 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl,
6408         struct sched_domain *child, int cpu)
6409 {
6410         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6411         int sd_weight, sd_flags = 0;
6412
6413 #ifdef CONFIG_NUMA
6414         /*
6415          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6416          */
6417         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6418 #endif
6419
6420         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6421
6422         if (tl->sd_flags)
6423                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6424         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6425                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6426                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6427
6428         *sd = (struct sched_domain){
6429                 .min_interval           = sd_weight,
6430                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6431                 .busy_factor            = 32,
6432                 .imbalance_pct          = 125,
6433
6434                 .cache_nice_tries       = 0,
6435                 .busy_idx               = 0,
6436                 .idle_idx               = 0,
6437                 .newidle_idx            = 0,
6438                 .wake_idx               = 0,
6439                 .forkexec_idx           = 0,
6440
6441                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6442                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6443                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6444                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6445                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6446                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6447                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6448                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6449                                         | 0*SD_SERIALIZE
6450                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6451                                         | 0*SD_NUMA
6452                                         | sd_flags
6453                                         ,
6454
6455                 .last_balance           = jiffies,
6456                 .balance_interval       = sd_weight,
6457                 .smt_gain               = 0,
6458                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6459                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6460                 .child                  = child,
6461 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6462                 .name                   = tl->name,
6463 #endif
6464         };
6465
6466         /*
6467          * Convert topological properties into behaviour.
6468          */
6469
6470         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
6471                 struct sched_domain *t = sd;
6472
6473                 for_each_lower_domain(t)
6474                         t->flags |= SD_BALANCE_WAKE;
6475         }
6476
6477         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6478                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6479                 sd->imbalance_pct = 110;
6480                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6481
6482         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6483                 sd->imbalance_pct = 117;
6484                 sd->cache_nice_tries = 1;
6485                 sd->busy_idx = 2;
6486
6487 #ifdef CONFIG_NUMA
6488         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6489                 sd->cache_nice_tries = 2;
6490                 sd->busy_idx = 3;
6491                 sd->idle_idx = 2;
6492
6493                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6494                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6495                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6496                                        SD_BALANCE_FORK |
6497                                        SD_WAKE_AFFINE);
6498                 }
6499
6500 #endif
6501         } else {
6502                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6503                 sd->cache_nice_tries = 1;
6504                 sd->busy_idx = 2;
6505                 sd->idle_idx = 1;
6506         }
6507
6508         sd->private = &tl->data;
6509
6510         return sd;
6511 }
6512
6513 /*
6514  * Topology list, bottom-up.
6515  */
6516 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6517 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6518         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6519 #endif
6520 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6521         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6522 #endif
6523         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6524         { NULL, },
6525 };
6526
6527 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6528         default_topology;
6529
6530 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6531         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6532
6533 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6534 {
6535         sched_domain_topology = tl;
6536 }
6537
6538 #ifdef CONFIG_NUMA
6539
6540 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6541 {
6542         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6543 }
6544
6545 static void sched_numa_warn(const char *str)
6546 {
6547         static int done = false;
6548         int i,j;
6549
6550         if (done)
6551                 return;
6552
6553         done = true;
6554
6555         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6556
6557         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6558                 printk(KERN_WARNING "  ");
6559                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6560                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6561                 printk(KERN_CONT "\n");
6562         }
6563         printk(KERN_WARNING "\n");
6564 }
6565
6566 bool find_numa_distance(int distance)
6567 {
6568         int i;
6569
6570         if (distance == node_distance(0, 0))
6571                 return true;
6572
6573         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6574                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6575                         return true;
6576         }
6577
6578         return false;
6579 }
6580
6581 /*
6582  * A system can have three types of NUMA topology:
6583  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6584  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6585  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6586  *
6587  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6588  * topology lies in whether communication between not directly
6589  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6590  * could run), or through backplane controllers. This affects
6591  * placement of programs.
6592  *
6593  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6594  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6595  *   is directly connected.
6596  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6597  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6598  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6599  */
6600 static void init_numa_topology_type(void)
6601 {
6602         int a, b, c, n;
6603
6604         n = sched_max_numa_distance;
6605
6606         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6607                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6608                 return;
6609         }
6610
6611         for_each_online_node(a) {
6612                 for_each_online_node(b) {
6613                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6614                         if (node_distance(a, b) < n)
6615                                 continue;
6616
6617                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6618                         for_each_online_node(c) {
6619                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6620                                     node_distance(b, c) < n) {
6621                                         sched_numa_topology_type =
6622                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6623                                         return;
6624                                 }
6625                         }
6626
6627                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6628                         return;
6629                 }
6630         }
6631 }
6632
6633 static void sched_init_numa(void)
6634 {
6635         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6636         struct sched_domain_topology_level *tl;
6637         int level = 0;
6638         int i, j, k;
6639
6640         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6641         if (!sched_domains_numa_distance)
6642                 return;
6643
6644         /*
6645          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6646          * unique distances in the node_distance() table.
6647          *
6648          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6649          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6650          */
6651         next_distance = curr_distance;
6652         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6653                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6654                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6655                                 int distance = node_distance(i, k);
6656
6657                                 if (distance > curr_distance &&
6658                                     (distance < next_distance ||
6659                                      next_distance == curr_distance))
6660                                         next_distance = distance;
6661
6662                                 /*
6663                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6664                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6665                                  * equally connected to A.
6666                                  */
6667                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6668                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6669
6670                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6671                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6672                         }
6673                         if (next_distance != curr_distance) {
6674                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6675                                 sched_domains_numa_levels = level;
6676                                 curr_distance = next_distance;
6677                         } else break;
6678                 }
6679
6680                 /*
6681                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6682                  */
6683                 if (!sched_debug())
6684                         break;
6685         }
6686
6687         if (!level)
6688                 return;
6689
6690         /*
6691          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6692          * identity distance node_distance(i,i).
6693          *
6694          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6695          * numbers.
6696          */
6697
6698         /*
6699          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6700          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6701          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6702          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6703          * in other functions.
6704          *
6705          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6706          */
6707         sched_domains_numa_levels = 0;
6708
6709         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6710         if (!sched_domains_numa_masks)
6711                 return;
6712
6713         /*
6714          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6715          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6716          */
6717         for (i = 0; i < level; i++) {
6718                 sched_domains_numa_masks[i] =
6719                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6720                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6721                         return;
6722
6723                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6724                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6725                         if (!mask)
6726                                 return;
6727
6728                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6729
6730                         for_each_node(k) {
6731                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6732                                         continue;
6733
6734                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6735                         }
6736                 }
6737         }
6738
6739         /* Compute default topology size */
6740         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6741
6742         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6743                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6744         if (!tl)
6745                 return;
6746
6747         /*
6748          * Copy the default topology bits..
6749          */
6750         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6751                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6752
6753         /*
6754          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6755          */
6756         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6757                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6758                         .mask = sd_numa_mask,
6759                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6760                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6761                         .numa_level = j,
6762                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6763                 };
6764         }
6765
6766         sched_domain_topology = tl;
6767
6768         sched_domains_numa_levels = level;
6769         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6770
6771         init_numa_topology_type();
6772 }
6773
6774 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6775 {
6776         int node = cpu_to_node(cpu);
6777         int i, j;
6778
6779         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6780                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6781                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6782                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6783                 }
6784         }
6785 }
6786
6787 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6788 {
6789         int i, j;
6790
6791         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6792                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6793                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6794         }
6795 }
6796
6797 #else
6798 static inline void sched_init_numa(void) { }
6799 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6800 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6801 #endif /* CONFIG_NUMA */
6802
6803 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6804 {
6805         struct sched_domain_topology_level *tl;
6806         int j;
6807
6808         for_each_sd_topology(tl) {
6809                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6810
6811                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6812                 if (!sdd->sd)
6813                         return -ENOMEM;
6814
6815                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6816                 if (!sdd->sg)
6817                         return -ENOMEM;
6818
6819                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6820                 if (!sdd->sgc)
6821                         return -ENOMEM;
6822
6823                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6824                         struct sched_domain *sd;
6825                         struct sched_group *sg;
6826                         struct sched_group_capacity *sgc;
6827
6828                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6829                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6830                         if (!sd)
6831                                 return -ENOMEM;
6832
6833                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6834
6835                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6836                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6837                         if (!sg)
6838                                 return -ENOMEM;
6839
6840                         sg->next = sg;
6841
6842                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6843
6844                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6845                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6846                         if (!sgc)
6847                                 return -ENOMEM;
6848
6849                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6850                 }
6851         }
6852
6853         return 0;
6854 }
6855
6856 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6857 {
6858         struct sched_domain_topology_level *tl;
6859         int j;
6860
6861         for_each_sd_topology(tl) {
6862                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6863
6864                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6865                         struct sched_domain *sd;
6866
6867                         if (sdd->sd) {
6868                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6869                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6870                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6871                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6872                         }
6873
6874                         if (sdd->sg)
6875                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6876                         if (sdd->sgc)
6877                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6878                 }
6879                 free_percpu(sdd->sd);
6880                 sdd->sd = NULL;
6881                 free_percpu(sdd->sg);
6882                 sdd->sg = NULL;
6883                 free_percpu(sdd->sgc);
6884                 sdd->sgc = NULL;
6885         }
6886 }
6887
6888 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6889                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6890                 struct sched_domain *child, int cpu)
6891 {
6892         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, child, cpu);
6893
6894         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6895         if (child) {
6896                 sd->level = child->level + 1;
6897                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6898                 child->parent = sd;
6899
6900                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6901                                     sched_domain_span(sd))) {
6902                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6903 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6904                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6905                                         child->name, sd->name);
6906 #endif
6907                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6908                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6909                                    sched_domain_span(sd),
6910                                    sched_domain_span(child));
6911                 }
6912
6913         }
6914         set_domain_attribute(sd, attr);
6915
6916         return sd;
6917 }
6918
6919 /*
6920  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6921  * to the individual cpus
6922  */
6923 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6924                                struct sched_domain_attr *attr)
6925 {
6926         enum s_alloc alloc_state;
6927         struct sched_domain *sd;
6928         struct s_data d;
6929         struct rq *rq = NULL;
6930         int i, ret = -ENOMEM;
6931
6932         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6933         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6934                 goto error;
6935
6936         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6937         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6938                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6939
6940                 sd = NULL;
6941                 for_each_sd_topology(tl) {
6942                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6943                         if (tl == sched_domain_topology)
6944                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6945                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6946                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6947                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6948                                 break;
6949                 }
6950         }
6951
6952         /* Build the groups for the domains */
6953         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6954                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6955                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6956                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6957                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6958                                         goto error;
6959                         } else {
6960                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6961                                         goto error;
6962                         }
6963                 }
6964         }
6965
6966         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
6967         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6968                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6969                         continue;
6970
6971                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6972                         claim_allocations(i, sd);
6973                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
6974                 }
6975         }
6976
6977         /* Attach the domains */
6978         rcu_read_lock();
6979         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6980                 rq = cpu_rq(i);
6981                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6982
6983                 /* Use READ_ONCE()/WRITE_ONCE() to avoid load/store tearing: */
6984                 if (rq->cpu_capacity_orig > READ_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity))
6985                         WRITE_ONCE(d.rd->max_cpu_capacity, rq->cpu_capacity_orig);
6986
6987                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6988         }
6989         rcu_read_unlock();
6990
6991         if (rq) {
6992                 pr_info("span: %*pbl (max cpu_capacity = %lu)\n",
6993                         cpumask_pr_args(cpu_map), rq->rd->max_cpu_capacity);
6994         }
6995
6996         ret = 0;
6997 error:
6998         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6999         return ret;
7000 }
7001
7002 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
7003 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
7004 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
7005                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
7006
7007 /*
7008  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
7009  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
7010  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
7011  */
7012 static cpumask_var_t fallback_doms;
7013
7014 /*
7015  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
7016  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
7017  * or 0 if it stayed the same.
7018  */
7019 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
7020 {
7021         return 0;
7022 }
7023
7024 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
7025 {
7026         int i;
7027         cpumask_var_t *doms;
7028
7029         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
7030         if (!doms)
7031                 return NULL;
7032         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
7033                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
7034                         free_sched_domains(doms, i);
7035                         return NULL;
7036                 }
7037         }
7038         return doms;
7039 }
7040
7041 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
7042 {
7043         unsigned int i;
7044         for (i = 0; i < ndoms; i++)
7045                 free_cpumask_var(doms[i]);
7046         kfree(doms);
7047 }
7048
7049 /*
7050  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
7051  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
7052  * exclude other special cases in the future.
7053  */
7054 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7055 {
7056         int err;
7057
7058         arch_update_cpu_topology();
7059         ndoms_cur = 1;
7060         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
7061         if (!doms_cur)
7062                 doms_cur = &fallback_doms;
7063         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
7064         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
7065         register_sched_domain_sysctl();
7066
7067         return err;
7068 }
7069
7070 /*
7071  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
7072  * These cpus will now be attached to the NULL domain
7073  */
7074 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
7075 {
7076         int i;
7077
7078         rcu_read_lock();
7079         for_each_cpu(i, cpu_map)
7080                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
7081         rcu_read_unlock();
7082 }
7083
7084 /* handle null as "default" */
7085 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
7086                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
7087 {
7088         struct sched_domain_attr tmp;
7089
7090         /* fast path */
7091         if (!new && !cur)
7092                 return 1;
7093
7094         tmp = SD_ATTR_INIT;
7095         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
7096                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
7097                         sizeof(struct sched_domain_attr));
7098 }
7099
7100 /*
7101  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
7102  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
7103  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7104  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7105  *
7106  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7107  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7108  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7109  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7110  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7111  * it as it is.
7112  *
7113  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7114  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7115  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7116  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7117  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7118  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7119  *
7120  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7121  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7122  * and it will not create the default domain.
7123  *
7124  * Call with hotplug lock held
7125  */
7126 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7127                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7128 {
7129         int i, j, n;
7130         int new_topology;
7131
7132         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7133
7134         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7135         unregister_sched_domain_sysctl();
7136
7137         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7138         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7139
7140         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7141
7142         /* Destroy deleted domains */
7143         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7144                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7145                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7146                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7147                                 goto match1;
7148                 }
7149                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7150                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7151 match1:
7152                 ;
7153         }
7154
7155         n = ndoms_cur;
7156         if (doms_new == NULL) {
7157                 n = 0;
7158                 doms_new = &fallback_doms;
7159                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7160                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7161         }
7162
7163         /* Build new domains */
7164         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7165                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7166                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7167                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7168                                 goto match2;
7169                 }
7170                 /* no match - add a new doms_new */
7171                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7172 match2:
7173                 ;
7174         }
7175
7176         /* Remember the new sched domains */
7177         if (doms_cur != &fallback_doms)
7178                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7179         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7180         doms_cur = doms_new;
7181         dattr_cur = dattr_new;
7182         ndoms_cur = ndoms_new;
7183
7184         register_sched_domain_sysctl();
7185
7186         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7187 }
7188
7189 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7190
7191 /*
7192  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7193  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7194  * around partition_sched_domains().
7195  *
7196  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7197  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7198  */
7199 static void cpuset_cpu_active(void)
7200 {
7201         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7202                 /*
7203                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7204                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7205                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7206                  * domain, ignoring cpusets.
7207                  */
7208                 num_cpus_frozen--;
7209                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7210                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7211                         return;
7212                 }
7213                 /*
7214                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7215                  * restore the original sched domains by considering the
7216                  * cpuset configurations.
7217                  */
7218         }
7219         cpuset_update_active_cpus(true);
7220 }
7221
7222 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7223 {
7224         unsigned long flags;
7225         struct dl_bw *dl_b;
7226         bool overflow;
7227         int cpus;
7228
7229         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7230                 rcu_read_lock_sched();
7231                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7232
7233                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7234                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7235                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7236                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7237
7238                 rcu_read_unlock_sched();
7239
7240                 if (overflow)
7241                         return -EBUSY;
7242                 cpuset_update_active_cpus(false);
7243         } else {
7244                 num_cpus_frozen++;
7245                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7246         }
7247         return 0;
7248 }
7249
7250 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7251 {
7252         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7253         unsigned long flags;
7254
7255         set_cpu_active(cpu, true);
7256
7257         if (sched_smp_initialized) {
7258                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7259                 cpuset_cpu_active();
7260         }
7261
7262         /*
7263          * Put the rq online, if not already. This happens:
7264          *
7265          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7266          *    after all cpus have been brought up.
7267          *
7268          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7269          *    domains.
7270          */
7271         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7272         if (rq->rd) {
7273                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7274                 set_rq_online(rq);
7275         }
7276         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7277
7278         update_max_interval();
7279
7280         return 0;
7281 }
7282
7283 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7284 {
7285         int ret;
7286
7287         set_cpu_active(cpu, false);
7288         /*
7289          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7290          * users of this state to go away such that all new such users will
7291          * observe it.
7292          *
7293          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7294          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7295          *
7296          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7297          */
7298         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7299                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7300         else
7301                 synchronize_rcu();
7302
7303         if (!sched_smp_initialized)
7304                 return 0;
7305
7306         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7307         if (ret) {
7308                 set_cpu_active(cpu, true);
7309                 return ret;
7310         }
7311         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7312         return 0;
7313 }
7314
7315 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7316 {
7317         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7318
7319         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7320         update_max_interval();
7321 }
7322
7323 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7324 {
7325         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7326         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7327         return 0;
7328 }
7329
7330 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7331 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7332 {
7333         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7334         unsigned long flags;
7335
7336         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7337         sched_ttwu_pending();
7338         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7339         if (rq->rd) {
7340                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7341                 set_rq_offline(rq);
7342         }
7343         migrate_tasks(rq);
7344         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7345         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7346         calc_load_migrate(rq);
7347         update_max_interval();
7348         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7349         hrtick_clear(rq);
7350         return 0;
7351 }
7352 #endif
7353
7354 void __init sched_init_smp(void)
7355 {
7356         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7357
7358         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7359         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7360
7361         sched_init_numa();
7362
7363         /*
7364          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7365          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7366          * happen.
7367          */
7368         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7369         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7370         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7371         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7372                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7373         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7374
7375         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7376         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7377                 BUG();
7378         sched_init_granularity();
7379         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7380
7381         init_sched_rt_class();
7382         init_sched_dl_class();
7383         sched_smp_initialized = true;
7384 }
7385
7386 static int __init migration_init(void)
7387 {
7388         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7389         return 0;
7390 }
7391 early_initcall(migration_init);
7392
7393 #else
7394 void __init sched_init_smp(void)
7395 {
7396         sched_init_granularity();
7397 }
7398 #endif /* CONFIG_SMP */
7399
7400 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7401 {
7402         return in_lock_functions(addr) ||
7403                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7404                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7405 }
7406
7407 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7408 /*
7409  * Default task group.
7410  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7411  */
7412 struct task_group root_task_group;
7413 LIST_HEAD(task_groups);
7414
7415 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7416 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7417 #endif
7418
7419 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7420
7421 void __init sched_init(void)
7422 {
7423         int i, j;
7424         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7425
7426 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7427         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7428 #endif
7429 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7430         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7431 #endif
7432         if (alloc_size) {
7433                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7434
7435 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7436                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7437                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7438
7439                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7440                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7441
7442 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7443 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7444                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7445                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7446
7447                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7448                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7449
7450 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7451         }
7452 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7453         for_each_possible_cpu(i) {
7454                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7455                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7456         }
7457 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7458
7459         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7460                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7461         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7462                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7463
7464 #ifdef CONFIG_SMP
7465         init_defrootdomain();
7466 #endif
7467
7468 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7469         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7470                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7471 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7472
7473 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7474         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7475
7476         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7477         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7478         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7479         autogroup_init(&init_task);
7480 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7481
7482         for_each_possible_cpu(i) {
7483                 struct rq *rq;
7484
7485                 rq = cpu_rq(i);
7486                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7487                 rq->nr_running = 0;
7488                 rq->calc_load_active = 0;
7489                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7490                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7491                 init_rt_rq(&rq->rt);
7492                 init_dl_rq(&rq->dl);
7493 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7494                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7495                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7496                 /*
7497                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7498                  *
7499                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7500                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7501                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7502                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7503                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7504                  * (se->load.weight).
7505                  *
7506                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7507                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7508                  * then A0's share of the cpu resource is:
7509                  *
7510                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7511                  *
7512                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7513                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7514                  */
7515                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7516                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7517 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7518
7519                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7520 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7521                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7522 #endif
7523
7524                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7525                         rq->cpu_load[j] = 0;
7526
7527 #ifdef CONFIG_SMP
7528                 rq->sd = NULL;
7529                 rq->rd = NULL;
7530                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7531                 rq->balance_callback = NULL;
7532                 rq->active_balance = 0;
7533                 rq->next_balance = jiffies;
7534                 rq->push_cpu = 0;
7535                 rq->cpu = i;
7536                 rq->online = 0;
7537                 rq->idle_stamp = 0;
7538                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7539                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7540
7541                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7542
7543                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7544 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7545                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7546                 rq->nohz_flags = 0;
7547 #endif
7548 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7549                 rq->last_sched_tick = 0;
7550 #endif
7551 #endif /* CONFIG_SMP */
7552                 init_rq_hrtick(rq);
7553                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7554         }
7555
7556         set_load_weight(&init_task);
7557
7558         /*
7559          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7560          */
7561         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7562         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7563
7564         /*
7565          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7566          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7567          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7568          * when this runqueue becomes "idle".
7569          */
7570         init_idle(current, smp_processor_id());
7571
7572         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7573
7574 #ifdef CONFIG_SMP
7575         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7576         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7577         if (cpu_isolated_map == NULL)
7578                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7579         idle_thread_set_boot_cpu();
7580         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7581 #endif
7582         init_sched_fair_class();
7583
7584         init_schedstats();
7585
7586         scheduler_running = 1;
7587 }
7588
7589 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7590 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7591 {
7592         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7593
7594         return (nested == preempt_offset);
7595 }
7596
7597 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7598 {
7599         /*
7600          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7601          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7602          * otherwise we will destroy state.
7603          */
7604         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7605                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7606                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7607                         current->state,
7608                         (void *)current->task_state_change,
7609                         (void *)current->task_state_change);
7610
7611         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7612 }
7613 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7614
7615 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7616 {
7617         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7618         unsigned long preempt_disable_ip;
7619
7620         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7621         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7622              !is_idle_task(current)) ||
7623             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7624                 return;
7625         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7626                 return;
7627         prev_jiffy = jiffies;
7628
7629         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
7630         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
7631
7632         printk(KERN_ERR
7633                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7634                         file, line);
7635         printk(KERN_ERR
7636                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7637                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7638                         current->pid, current->comm);
7639
7640         if (task_stack_end_corrupted(current))
7641                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7642
7643         debug_show_held_locks(current);
7644         if (irqs_disabled())
7645                 print_irqtrace_events(current);
7646         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
7647             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7648                 pr_err("Preemption disabled at:");
7649                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
7650                 pr_cont("\n");
7651         }
7652         dump_stack();
7653         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
7654 }
7655 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7656 #endif
7657
7658 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7659 void normalize_rt_tasks(void)
7660 {
7661         struct task_struct *g, *p;
7662         struct sched_attr attr = {
7663                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7664         };
7665
7666         read_lock(&tasklist_lock);
7667         for_each_process_thread(g, p) {
7668                 /*
7669                  * Only normalize user tasks:
7670                  */
7671                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7672                         continue;
7673
7674                 p->se.exec_start = 0;
7675                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
7676                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
7677                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
7678
7679                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7680                         /*
7681                          * Renice negative nice level userspace
7682                          * tasks back to 0:
7683                          */
7684                         if (task_nice(p) < 0)
7685                                 set_user_nice(p, 0);
7686                         continue;
7687                 }
7688
7689                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7690         }
7691         read_unlock(&tasklist_lock);
7692 }
7693
7694 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7695
7696 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7697 /*
7698  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7699  *
7700  * They can only be called when the whole system has been
7701  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7702  * activity can take place. Using them for anything else would
7703  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7704  * under any other configuration.
7705  */
7706
7707 /**
7708  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7709  * @cpu: the processor in question.
7710  *
7711  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7712  *
7713  * Return: The current task for @cpu.
7714  */
7715 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7716 {
7717         return cpu_curr(cpu);
7718 }
7719
7720 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7721
7722 #ifdef CONFIG_IA64
7723 /**
7724  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7725  * @cpu: the processor in question.
7726  * @p: the task pointer to set.
7727  *
7728  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7729  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7730  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7731  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7732  * and caller must save the original value of the current task (see
7733  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7734  * re-starting the system.
7735  *
7736  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7737  */
7738 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7739 {
7740         cpu_curr(cpu) = p;
7741 }
7742
7743 #endif
7744
7745 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7746 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7747 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7748
7749 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7750 {
7751         free_fair_sched_group(tg);
7752         free_rt_sched_group(tg);
7753         autogroup_free(tg);
7754         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7755 }
7756
7757 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7758 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7759 {
7760         struct task_group *tg;
7761
7762         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7763         if (!tg)
7764                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7765
7766         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7767                 goto err;
7768
7769         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7770                 goto err;
7771
7772         return tg;
7773
7774 err:
7775         sched_free_group(tg);
7776         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7777 }
7778
7779 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7780 {
7781         unsigned long flags;
7782
7783         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7784         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7785
7786         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7787
7788         tg->parent = parent;
7789         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7790         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7791         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7792
7793         online_fair_sched_group(tg);
7794 }
7795
7796 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7797 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7798 {
7799         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7800         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7801 }
7802
7803 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7804 {
7805         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7806         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7807 }
7808
7809 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7810 {
7811         unsigned long flags;
7812
7813         /* end participation in shares distribution */
7814         unregister_fair_sched_group(tg);
7815
7816         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7817         list_del_rcu(&tg->list);
7818         list_del_rcu(&tg->siblings);
7819         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7820 }
7821
7822 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7823 {
7824         struct task_group *tg;
7825
7826         /*
7827          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7828          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7829          * to prevent lockdep warnings.
7830          */
7831         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7832                           struct task_group, css);
7833         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7834         tsk->sched_task_group = tg;
7835
7836 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7837         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7838                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7839         else
7840 #endif
7841                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7842 }
7843
7844 /*
7845  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7846  *
7847  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7848  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7849  * its new group.
7850  */
7851 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7852 {
7853         int queued, running;
7854         struct rq_flags rf;
7855         struct rq *rq;
7856
7857         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7858
7859         running = task_current(rq, tsk);
7860         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7861
7862         if (queued)
7863                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7864         if (unlikely(running))
7865                 put_prev_task(rq, tsk);
7866
7867         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7868
7869         if (unlikely(running))
7870                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7871         if (queued)
7872                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
7873
7874         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7875 }
7876 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7877
7878 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7879 /*
7880  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7881  */
7882 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7883
7884 /* Must be called with tasklist_lock held */
7885 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7886 {
7887         struct task_struct *g, *p;
7888
7889         /*
7890          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7891          */
7892         if (task_group_is_autogroup(tg))
7893                 return 0;
7894
7895         for_each_process_thread(g, p) {
7896                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7897                         return 1;
7898         }
7899
7900         return 0;
7901 }
7902
7903 struct rt_schedulable_data {
7904         struct task_group *tg;
7905         u64 rt_period;
7906         u64 rt_runtime;
7907 };
7908
7909 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7910 {
7911         struct rt_schedulable_data *d = data;
7912         struct task_group *child;
7913         unsigned long total, sum = 0;
7914         u64 period, runtime;
7915
7916         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7917         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7918
7919         if (tg == d->tg) {
7920                 period = d->rt_period;
7921                 runtime = d->rt_runtime;
7922         }
7923
7924         /*
7925          * Cannot have more runtime than the period.
7926          */
7927         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7928                 return -EINVAL;
7929
7930         /*
7931          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7932          */
7933         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7934                 return -EBUSY;
7935
7936         total = to_ratio(period, runtime);
7937
7938         /*
7939          * Nobody can have more than the global setting allows.
7940          */
7941         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7942                 return -EINVAL;
7943
7944         /*
7945          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7946          */
7947         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7948                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7949                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7950
7951                 if (child == d->tg) {
7952                         period = d->rt_period;
7953                         runtime = d->rt_runtime;
7954                 }
7955
7956                 sum += to_ratio(period, runtime);
7957         }
7958
7959         if (sum > total)
7960                 return -EINVAL;
7961
7962         return 0;
7963 }
7964
7965 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7966 {
7967         int ret;
7968
7969         struct rt_schedulable_data data = {
7970                 .tg = tg,
7971                 .rt_period = period,
7972                 .rt_runtime = runtime,
7973         };
7974
7975         rcu_read_lock();
7976         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7977         rcu_read_unlock();
7978
7979         return ret;
7980 }
7981
7982 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7983                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7984 {
7985         int i, err = 0;
7986
7987         /*
7988          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
7989          * kernel creating (and or operating) RT threads.
7990          */
7991         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
7992                 return -EINVAL;
7993
7994         /* No period doesn't make any sense. */
7995         if (rt_period == 0)
7996                 return -EINVAL;
7997
7998         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7999         read_lock(&tasklist_lock);
8000         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
8001         if (err)
8002                 goto unlock;
8003
8004         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8005         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
8006         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
8007
8008         for_each_possible_cpu(i) {
8009                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
8010
8011                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8012                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
8013                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8014         }
8015         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
8016 unlock:
8017         read_unlock(&tasklist_lock);
8018         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8019
8020         return err;
8021 }
8022
8023 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
8024 {
8025         u64 rt_runtime, rt_period;
8026
8027         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8028         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
8029         if (rt_runtime_us < 0)
8030                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
8031
8032         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8033 }
8034
8035 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
8036 {
8037         u64 rt_runtime_us;
8038
8039         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
8040                 return -1;
8041
8042         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8043         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
8044         return rt_runtime_us;
8045 }
8046
8047 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
8048 {
8049         u64 rt_runtime, rt_period;
8050
8051         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
8052         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8053
8054         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
8055 }
8056
8057 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
8058 {
8059         u64 rt_period_us;
8060
8061         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
8062         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
8063         return rt_period_us;
8064 }
8065 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8066
8067 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8068 static int sched_rt_global_constraints(void)
8069 {
8070         int ret = 0;
8071
8072         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
8073         read_lock(&tasklist_lock);
8074         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
8075         read_unlock(&tasklist_lock);
8076         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
8077
8078         return ret;
8079 }
8080
8081 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
8082 {
8083         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
8084         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
8085                 return 0;
8086
8087         return 1;
8088 }
8089
8090 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8091 static int sched_rt_global_constraints(void)
8092 {
8093         unsigned long flags;
8094         int i;
8095
8096         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8097         for_each_possible_cpu(i) {
8098                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
8099
8100                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8101                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
8102                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8103         }
8104         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
8105
8106         return 0;
8107 }
8108 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8109
8110 static int sched_dl_global_validate(void)
8111 {
8112         u64 runtime = global_rt_runtime();
8113         u64 period = global_rt_period();
8114         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8115         struct dl_bw *dl_b;
8116         int cpu, ret = 0;
8117         unsigned long flags;
8118
8119         /*
8120          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8121          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8122          * any of the root_domains.
8123          *
8124          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8125          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8126          * solutions is welcome!
8127          */
8128         for_each_possible_cpu(cpu) {
8129                 rcu_read_lock_sched();
8130                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8131
8132                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8133                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8134                         ret = -EBUSY;
8135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8136
8137                 rcu_read_unlock_sched();
8138
8139                 if (ret)
8140                         break;
8141         }
8142
8143         return ret;
8144 }
8145
8146 static void sched_dl_do_global(void)
8147 {
8148         u64 new_bw = -1;
8149         struct dl_bw *dl_b;
8150         int cpu;
8151         unsigned long flags;
8152
8153         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8154         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8155
8156         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8157                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8158
8159         /*
8160          * FIXME: As above...
8161          */
8162         for_each_possible_cpu(cpu) {
8163                 rcu_read_lock_sched();
8164                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8165
8166                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8167                 dl_b->bw = new_bw;
8168                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8169
8170                 rcu_read_unlock_sched();
8171         }
8172 }
8173
8174 static int sched_rt_global_validate(void)
8175 {
8176         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8177                 return -EINVAL;
8178
8179         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8180                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8181                 return -EINVAL;
8182
8183         return 0;
8184 }
8185
8186 static void sched_rt_do_global(void)
8187 {
8188         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8189         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8190 }
8191
8192 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8193                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8194                 loff_t *ppos)
8195 {
8196         int old_period, old_runtime;
8197         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8198         int ret;
8199
8200         mutex_lock(&mutex);
8201         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8202         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8203
8204         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8205
8206         if (!ret && write) {
8207                 ret = sched_rt_global_validate();
8208                 if (ret)
8209                         goto undo;
8210
8211                 ret = sched_dl_global_validate();
8212                 if (ret)
8213                         goto undo;
8214
8215                 ret = sched_rt_global_constraints();
8216                 if (ret)
8217                         goto undo;
8218
8219                 sched_rt_do_global();
8220                 sched_dl_do_global();
8221         }
8222         if (0) {
8223 undo:
8224                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8225                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8226         }
8227         mutex_unlock(&mutex);
8228
8229         return ret;
8230 }
8231
8232 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8233                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8234                 loff_t *ppos)
8235 {
8236         int ret;
8237         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8238
8239         mutex_lock(&mutex);
8240         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8241         /* make sure that internally we keep jiffies */
8242         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8243         if (!ret && write) {
8244                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8245                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8246         }
8247         mutex_unlock(&mutex);
8248         return ret;
8249 }
8250
8251 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8252
8253 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8254 {
8255         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8256 }
8257
8258 static struct cgroup_subsys_state *
8259 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8260 {
8261         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8262         struct task_group *tg;
8263
8264         if (!parent) {
8265                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8266                 return &root_task_group.css;
8267         }
8268
8269         tg = sched_create_group(parent);
8270         if (IS_ERR(tg))
8271                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8272
8273         sched_online_group(tg, parent);
8274
8275         return &tg->css;
8276 }
8277
8278 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8279 {
8280         struct task_group *tg = css_tg(css);
8281
8282         sched_offline_group(tg);
8283 }
8284
8285 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8286 {
8287         struct task_group *tg = css_tg(css);
8288
8289         /*
8290          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8291          */
8292         sched_free_group(tg);
8293 }
8294
8295 /*
8296  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
8297  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
8298  */
8299 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8300 {
8301         struct rq_flags rf;
8302         struct rq *rq;
8303
8304         rq = task_rq_lock(task, &rf);
8305
8306         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
8307
8308         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
8309 }
8310
8311 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8312 {
8313         struct task_struct *task;
8314         struct cgroup_subsys_state *css;
8315         int ret = 0;
8316
8317         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8318 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8319                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8320                         return -EINVAL;
8321 #else
8322                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8323                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8324                         return -EINVAL;
8325 #endif
8326                 /*
8327                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
8328                  * running, we're sure to observe its full state.
8329                  */
8330                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
8331                 /*
8332                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
8333                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
8334                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
8335                  */
8336                 if (task->state == TASK_NEW)
8337                         ret = -EINVAL;
8338                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
8339
8340                 if (ret)
8341                         break;
8342         }
8343         return ret;
8344 }
8345
8346 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8347 {
8348         struct task_struct *task;
8349         struct cgroup_subsys_state *css;
8350
8351         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8352                 sched_move_task(task);
8353 }
8354
8355 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8356 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8357                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8358 {
8359         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8360 }
8361
8362 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8363                                struct cftype *cft)
8364 {
8365         struct task_group *tg = css_tg(css);
8366
8367         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8368 }
8369
8370 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8371 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8372
8373 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8374 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8375
8376 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8377
8378 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8379 {
8380         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8381         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8382
8383         if (tg == &root_task_group)
8384                 return -EINVAL;
8385
8386         /*
8387          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8388          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8389          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8390          */
8391         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8392                 return -EINVAL;
8393
8394         /*
8395          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8396          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8397          * feasibility.
8398          */
8399         if (period > max_cfs_quota_period)
8400                 return -EINVAL;
8401
8402         /*
8403          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8404          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8405          */
8406         get_online_cpus();
8407         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8408         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8409         if (ret)
8410                 goto out_unlock;
8411
8412         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8413         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8414         /*
8415          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8416          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8417          */
8418         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8419                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8420         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8421         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8422         cfs_b->quota = quota;
8423
8424         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8425         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8426         if (runtime_enabled)
8427                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8428         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8429
8430         for_each_online_cpu(i) {
8431                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8432                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8433
8434                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8435                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8436                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8437
8438                 if (cfs_rq->throttled)
8439                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8440                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8441         }
8442         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8443                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8444 out_unlock:
8445         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8446         put_online_cpus();
8447
8448         return ret;
8449 }
8450
8451 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8452 {
8453         u64 quota, period;
8454
8455         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8456         if (cfs_quota_us < 0)
8457                 quota = RUNTIME_INF;
8458         else
8459                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8460
8461         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8462 }
8463
8464 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8465 {
8466         u64 quota_us;
8467
8468         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8469                 return -1;
8470
8471         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8472         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8473
8474         return quota_us;
8475 }
8476
8477 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8478 {
8479         u64 quota, period;
8480
8481         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8482         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8483
8484         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8485 }
8486
8487 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8488 {
8489         u64 cfs_period_us;
8490
8491         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8492         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8493
8494         return cfs_period_us;
8495 }
8496
8497 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8498                                   struct cftype *cft)
8499 {
8500         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8501 }
8502
8503 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8504                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8505 {
8506         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8507 }
8508
8509 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8510                                    struct cftype *cft)
8511 {
8512         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8513 }
8514
8515 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8516                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8517 {
8518         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8519 }
8520
8521 struct cfs_schedulable_data {
8522         struct task_group *tg;
8523         u64 period, quota;
8524 };
8525
8526 /*
8527  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8528  * note: units are usecs
8529  */
8530 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8531                                struct cfs_schedulable_data *d)
8532 {
8533         u64 quota, period;
8534
8535         if (tg == d->tg) {
8536                 period = d->period;
8537                 quota = d->quota;
8538         } else {
8539                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8540                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8541         }
8542
8543         /* note: these should typically be equivalent */
8544         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8545                 return RUNTIME_INF;
8546
8547         return to_ratio(period, quota);
8548 }
8549
8550 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8551 {
8552         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8553         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8554         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8555
8556         if (!tg->parent) {
8557                 quota = RUNTIME_INF;
8558         } else {
8559                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8560
8561                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8562                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8563
8564                 /*
8565                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8566                  * limit is set
8567                  */
8568                 if (quota == RUNTIME_INF)
8569                         quota = parent_quota;
8570                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8571                         return -EINVAL;
8572         }
8573         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8574
8575         return 0;
8576 }
8577
8578 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8579 {
8580         int ret;
8581         struct cfs_schedulable_data data = {
8582                 .tg = tg,
8583                 .period = period,
8584                 .quota = quota,
8585         };
8586
8587         if (quota != RUNTIME_INF) {
8588                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8589                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8590         }
8591
8592         rcu_read_lock();
8593         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8594         rcu_read_unlock();
8595
8596         return ret;
8597 }
8598
8599 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8600 {
8601         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8602         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8603
8604         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8605         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8606         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8607
8608         return 0;
8609 }
8610 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8611 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8612
8613 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8614 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8615                                 struct cftype *cft, s64 val)
8616 {
8617         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8618 }
8619
8620 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8621                                struct cftype *cft)
8622 {
8623         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8624 }
8625
8626 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8627                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8628 {
8629         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8630 }
8631
8632 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8633                                    struct cftype *cft)
8634 {
8635         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8636 }
8637 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8638
8639 static struct cftype cpu_files[] = {
8640 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8641         {
8642                 .name = "shares",
8643                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8644                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8645         },
8646 #endif
8647 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8648         {
8649                 .name = "cfs_quota_us",
8650                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8651                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8652         },
8653         {
8654                 .name = "cfs_period_us",
8655                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8656                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8657         },
8658         {
8659                 .name = "stat",
8660                 .seq_show = cpu_stats_show,
8661         },
8662 #endif
8663 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8664         {
8665                 .name = "rt_runtime_us",
8666                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8667                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8668         },
8669         {
8670                 .name = "rt_period_us",
8671                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8672                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8673         },
8674 #endif
8675         { }     /* terminate */
8676 };
8677
8678 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8679         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8680         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8681         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8682         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8683         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8684         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8685         .legacy_cftypes = cpu_files,
8686         .early_init     = true,
8687 };
8688
8689 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8690
8691 void dump_cpu_task(int cpu)
8692 {
8693         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8694         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8695 }
8696
8697 /*
8698  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8699  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8700  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8701  * that remained on nice 0.
8702  *
8703  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8704  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8705  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8706  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8707  * the relative distance between them is ~25%.)
8708  */
8709 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8710  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8711  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8712  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8713  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8714  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8715  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8716  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8717  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8718 };
8719
8720 /*
8721  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8722  *
8723  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8724  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8725  * into multiplications:
8726  */
8727 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8728  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8729  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8730  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8731  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8732  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8733  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8734  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8735  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8736 };