Merge tag 'drm-fixes-v4.7-rc1' of git://people.freedesktop.org/~airlied/linux
[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
78 #include <asm/switch_to.h>
79 #include <asm/tlb.h>
80 #include <asm/irq_regs.h>
81 #include <asm/mutex.h>
82 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
83 #include <asm/paravirt.h>
84 #endif
85
86 #include "sched.h"
87 #include "../workqueue_internal.h"
88 #include "../smpboot.h"
89
90 #define CREATE_TRACE_POINTS
91 #include <trace/events/sched.h>
92
93 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
95
96 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
97
98 void update_rq_clock(struct rq *rq)
99 {
100         s64 delta;
101
102         lockdep_assert_held(&rq->lock);
103
104         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
105                 return;
106
107         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
108         if (delta < 0)
109                 return;
110         rq->clock += delta;
111         update_rq_clock_task(rq, delta);
112 }
113
114 /*
115  * Debugging: various feature bits
116  */
117
118 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
119         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
120
121 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
122 #include "features.h"
123         0;
124
125 #undef SCHED_FEAT
126
127 /*
128  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
129  * Limited because this is done with IRQs disabled.
130  */
131 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
132
133 /*
134  * period over which we average the RT time consumption, measured
135  * in ms.
136  *
137  * default: 1s
138  */
139 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
140
141 /*
142  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
143  * default: 1s
144  */
145 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
146
147 __read_mostly int scheduler_running;
148
149 /*
150  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
151  * default: 0.95s
152  */
153 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
154
155 /* cpus with isolated domains */
156 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
157
158 /*
159  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
160  */
161 static struct rq *this_rq_lock(void)
162         __acquires(rq->lock)
163 {
164         struct rq *rq;
165
166         local_irq_disable();
167         rq = this_rq();
168         raw_spin_lock(&rq->lock);
169
170         return rq;
171 }
172
173 /*
174  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
175  */
176 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
177         __acquires(rq->lock)
178 {
179         struct rq *rq;
180
181         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
182
183         for (;;) {
184                 rq = task_rq(p);
185                 raw_spin_lock(&rq->lock);
186                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
187                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
188                         return rq;
189                 }
190                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
191
192                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
193                         cpu_relax();
194         }
195 }
196
197 /*
198  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
199  */
200 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
201         __acquires(p->pi_lock)
202         __acquires(rq->lock)
203 {
204         struct rq *rq;
205
206         for (;;) {
207                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
208                 rq = task_rq(p);
209                 raw_spin_lock(&rq->lock);
210                 /*
211                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
212                  *
213                  *      ACQUIRE (rq->lock)
214                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
215                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
216                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
217                  *                                      [L] ->on_rq
218                  *      RELEASE (rq->lock)
219                  *
220                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
221                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
222                  *
223                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
224                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
225                  */
226                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
227                         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
228                         return rq;
229                 }
230                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
231                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
232
233                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
234                         cpu_relax();
235         }
236 }
237
238 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
239 /*
240  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
241  */
242
243 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
244 {
245         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
246                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
247 }
248
249 /*
250  * High-resolution timer tick.
251  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
252  */
253 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
254 {
255         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
256
257         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
258
259         raw_spin_lock(&rq->lock);
260         update_rq_clock(rq);
261         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
262         raw_spin_unlock(&rq->lock);
263
264         return HRTIMER_NORESTART;
265 }
266
267 #ifdef CONFIG_SMP
268
269 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
270 {
271         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
272
273         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
274 }
275
276 /*
277  * called from hardirq (IPI) context
278  */
279 static void __hrtick_start(void *arg)
280 {
281         struct rq *rq = arg;
282
283         raw_spin_lock(&rq->lock);
284         __hrtick_restart(rq);
285         rq->hrtick_csd_pending = 0;
286         raw_spin_unlock(&rq->lock);
287 }
288
289 /*
290  * Called to set the hrtick timer state.
291  *
292  * called with rq->lock held and irqs disabled
293  */
294 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
295 {
296         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
297         ktime_t time;
298         s64 delta;
299
300         /*
301          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
302          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
303          */
304         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
305         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
306
307         hrtimer_set_expires(timer, time);
308
309         if (rq == this_rq()) {
310                 __hrtick_restart(rq);
311         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
312                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
313                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
314         }
315 }
316
317 #else
318 /*
319  * Called to set the hrtick timer state.
320  *
321  * called with rq->lock held and irqs disabled
322  */
323 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
324 {
325         /*
326          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
327          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
328          */
329         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
330         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
331                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
332 }
333 #endif /* CONFIG_SMP */
334
335 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
336 {
337 #ifdef CONFIG_SMP
338         rq->hrtick_csd_pending = 0;
339
340         rq->hrtick_csd.flags = 0;
341         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
342         rq->hrtick_csd.info = rq;
343 #endif
344
345         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
346         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
347 }
348 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
349 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
350 {
351 }
352
353 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
354 {
355 }
356 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
357
358 /*
359  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
360  */
361 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
362         ({                                                              \
363                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
364                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
365                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
366                                                                         \
367                 for (;;) {                                              \
368                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
369                         if (_old == _val)                               \
370                                 break;                                  \
371                         _val = _old;                                    \
372                 }                                                       \
373         _old;                                                           \
374 })
375
376 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
377 /*
378  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
379  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
380  * spurious IPIs.
381  */
382 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
383 {
384         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
385         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
386 }
387
388 /*
389  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
390  *
391  * If this returns true, then the idle task promises to call
392  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
393  */
394 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
395 {
396         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
397         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
398
399         for (;;) {
400                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
401                         return false;
402                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
403                         return true;
404                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
405                 if (old == val)
406                         break;
407                 val = old;
408         }
409         return true;
410 }
411
412 #else
413 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
414 {
415         set_tsk_need_resched(p);
416         return true;
417 }
418
419 #ifdef CONFIG_SMP
420 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
421 {
422         return false;
423 }
424 #endif
425 #endif
426
427 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
428 {
429         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
430
431         /*
432          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
433          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
434          * wakeup due to that.
435          *
436          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
437          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
438          */
439         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
440                 return;
441
442         get_task_struct(task);
443
444         /*
445          * The head is context local, there can be no concurrency.
446          */
447         *head->lastp = node;
448         head->lastp = &node->next;
449 }
450
451 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
452 {
453         struct wake_q_node *node = head->first;
454
455         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
456                 struct task_struct *task;
457
458                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
459                 BUG_ON(!task);
460                 /* task can safely be re-inserted now */
461                 node = node->next;
462                 task->wake_q.next = NULL;
463
464                 /*
465                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
466                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
467                  */
468                 wake_up_process(task);
469                 put_task_struct(task);
470         }
471 }
472
473 /*
474  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
475  *
476  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
477  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
478  * the target CPU.
479  */
480 void resched_curr(struct rq *rq)
481 {
482         struct task_struct *curr = rq->curr;
483         int cpu;
484
485         lockdep_assert_held(&rq->lock);
486
487         if (test_tsk_need_resched(curr))
488                 return;
489
490         cpu = cpu_of(rq);
491
492         if (cpu == smp_processor_id()) {
493                 set_tsk_need_resched(curr);
494                 set_preempt_need_resched();
495                 return;
496         }
497
498         if (set_nr_and_not_polling(curr))
499                 smp_send_reschedule(cpu);
500         else
501                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
502 }
503
504 void resched_cpu(int cpu)
505 {
506         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
507         unsigned long flags;
508
509         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
510                 return;
511         resched_curr(rq);
512         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
513 }
514
515 #ifdef CONFIG_SMP
516 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
517 /*
518  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
519  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
520  *
521  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
522  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
523  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
524  */
525 int get_nohz_timer_target(void)
526 {
527         int i, cpu = smp_processor_id();
528         struct sched_domain *sd;
529
530         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
531                 return cpu;
532
533         rcu_read_lock();
534         for_each_domain(cpu, sd) {
535                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
536                         if (cpu == i)
537                                 continue;
538
539                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(i)) {
540                                 cpu = i;
541                                 goto unlock;
542                         }
543                 }
544         }
545
546         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
547                 cpu = housekeeping_any_cpu();
548 unlock:
549         rcu_read_unlock();
550         return cpu;
551 }
552 /*
553  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
554  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
555  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
556  * idle system the next event might even be infinite time into the
557  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
558  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
559  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
560  * wheel for the next timer event.
561  */
562 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
563 {
564         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
565
566         if (cpu == smp_processor_id())
567                 return;
568
569         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
570                 smp_send_reschedule(cpu);
571         else
572                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
573 }
574
575 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
576 {
577         /*
578          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
579          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
580          * If needed we can still optimize that later with an
581          * empty IRQ.
582          */
583         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
584                 if (cpu != smp_processor_id() ||
585                     tick_nohz_tick_stopped())
586                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
587                 return true;
588         }
589
590         return false;
591 }
592
593 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
594 {
595         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
596                 wake_up_idle_cpu(cpu);
597 }
598
599 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
600 {
601         int cpu = smp_processor_id();
602
603         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
604                 return false;
605
606         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
607                 return true;
608
609         /*
610          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
611          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
612          */
613         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
614         return false;
615 }
616
617 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
618
619 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
620 {
621         return false;
622 }
623
624 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
625
626 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
627 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
628 {
629         int fifo_nr_running;
630
631         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
632         if (rq->dl.dl_nr_running)
633                 return false;
634
635         /*
636          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
637          * actual RR behaviour.
638          */
639         if (rq->rt.rr_nr_running) {
640                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
641                         return true;
642                 else
643                         return false;
644         }
645
646         /*
647          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
648          * forced preemption between FIFO tasks.
649          */
650         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
651         if (fifo_nr_running)
652                 return true;
653
654         /*
655          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
656          * if there's more than one we need the tick for involuntary
657          * preemption.
658          */
659         if (rq->nr_running > 1)
660                 return false;
661
662         return true;
663 }
664 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
665
666 void sched_avg_update(struct rq *rq)
667 {
668         s64 period = sched_avg_period();
669
670         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
671                 /*
672                  * Inline assembly required to prevent the compiler
673                  * optimising this loop into a divmod call.
674                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
675                  */
676                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
677                 rq->age_stamp += period;
678                 rq->rt_avg /= 2;
679         }
680 }
681
682 #endif /* CONFIG_SMP */
683
684 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
685                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
686 /*
687  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
688  * node and @up when leaving it for the final time.
689  *
690  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
691  */
692 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
693                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
694 {
695         struct task_group *parent, *child;
696         int ret;
697
698         parent = from;
699
700 down:
701         ret = (*down)(parent, data);
702         if (ret)
703                 goto out;
704         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
705                 parent = child;
706                 goto down;
707
708 up:
709                 continue;
710         }
711         ret = (*up)(parent, data);
712         if (ret || parent == from)
713                 goto out;
714
715         child = parent;
716         parent = parent->parent;
717         if (parent)
718                 goto up;
719 out:
720         return ret;
721 }
722
723 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
724 {
725         return 0;
726 }
727 #endif
728
729 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
730 {
731         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
732         struct load_weight *load = &p->se.load;
733
734         /*
735          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
736          */
737         if (idle_policy(p->policy)) {
738                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
739                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
740                 return;
741         }
742
743         load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
744         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
745 }
746
747 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
748 {
749         update_rq_clock(rq);
750         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
751                 sched_info_queued(rq, p);
752         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
753 }
754
755 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
756 {
757         update_rq_clock(rq);
758         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
759                 sched_info_dequeued(rq, p);
760         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
761 }
762
763 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         if (task_contributes_to_load(p))
766                 rq->nr_uninterruptible--;
767
768         enqueue_task(rq, p, flags);
769 }
770
771 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
772 {
773         if (task_contributes_to_load(p))
774                 rq->nr_uninterruptible++;
775
776         dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
780 {
781 /*
782  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
783  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
784  */
785 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
786         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
787 #endif
788 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
789         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
790
791         /*
792          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
793          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
794          * {soft,}irq region.
795          *
796          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
797          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
798          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
799          * monotonic.
800          *
801          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
802          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
803          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
804          * atomic ops.
805          */
806         if (irq_delta > delta)
807                 irq_delta = delta;
808
809         rq->prev_irq_time += irq_delta;
810         delta -= irq_delta;
811 #endif
812 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
813         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
814                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
815                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
816
817                 if (unlikely(steal > delta))
818                         steal = delta;
819
820                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
821                 delta -= steal;
822         }
823 #endif
824
825         rq->clock_task += delta;
826
827 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
828         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
829                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
830 #endif
831 }
832
833 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
834 {
835         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
836         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
837
838         if (stop) {
839                 /*
840                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
841                  * userspace knows about and won't get confused about.
842                  *
843                  * Also, it will make PI more or less work without too
844                  * much confusion -- but then, stop work should not
845                  * rely on PI working anyway.
846                  */
847                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
848
849                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
850         }
851
852         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
853
854         if (old_stop) {
855                 /*
856                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
857                  * it can die in pieces.
858                  */
859                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
860         }
861 }
862
863 /*
864  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
865  */
866 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
867 {
868         return p->static_prio;
869 }
870
871 /*
872  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
873  * without taking RT-inheritance into account. Might be
874  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
875  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
876  * estimator recalculates.
877  */
878 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
879 {
880         int prio;
881
882         if (task_has_dl_policy(p))
883                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
884         else if (task_has_rt_policy(p))
885                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
886         else
887                 prio = __normal_prio(p);
888         return prio;
889 }
890
891 /*
892  * Calculate the current priority, i.e. the priority
893  * taken into account by the scheduler. This value might
894  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
895  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
896  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
897  */
898 static int effective_prio(struct task_struct *p)
899 {
900         p->normal_prio = normal_prio(p);
901         /*
902          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
903          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
904          * to the normal priority:
905          */
906         if (!rt_prio(p->prio))
907                 return p->normal_prio;
908         return p->prio;
909 }
910
911 /**
912  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
913  * @p: the task in question.
914  *
915  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
916  */
917 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
918 {
919         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
920 }
921
922 /*
923  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
924  * use the balance_callback list if you want balancing.
925  *
926  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
927  * balance_callback().
928  */
929 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
930                                        const struct sched_class *prev_class,
931                                        int oldprio)
932 {
933         if (prev_class != p->sched_class) {
934                 if (prev_class->switched_from)
935                         prev_class->switched_from(rq, p);
936
937                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
938         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
939                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
940 }
941
942 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
943 {
944         const struct sched_class *class;
945
946         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
947                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
948         } else {
949                 for_each_class(class) {
950                         if (class == rq->curr->sched_class)
951                                 break;
952                         if (class == p->sched_class) {
953                                 resched_curr(rq);
954                                 break;
955                         }
956                 }
957         }
958
959         /*
960          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
961          * this case, we can save a useless back to back clock update.
962          */
963         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
964                 rq_clock_skip_update(rq, true);
965 }
966
967 #ifdef CONFIG_SMP
968 /*
969  * This is how migration works:
970  *
971  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
972  *    stop_one_cpu().
973  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
974  *    off the CPU)
975  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
976  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
977  *    it and puts it into the right queue.
978  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
979  *    is done.
980  */
981
982 /*
983  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
984  *
985  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
986  */
987 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
988 {
989         lockdep_assert_held(&rq->lock);
990
991         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
992         dequeue_task(rq, p, 0);
993         set_task_cpu(p, new_cpu);
994         raw_spin_unlock(&rq->lock);
995
996         rq = cpu_rq(new_cpu);
997
998         raw_spin_lock(&rq->lock);
999         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1000         enqueue_task(rq, p, 0);
1001         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1002         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1003
1004         return rq;
1005 }
1006
1007 struct migration_arg {
1008         struct task_struct *task;
1009         int dest_cpu;
1010 };
1011
1012 /*
1013  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1014  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1015  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1016  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1017  *
1018  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1019  * as the task is no longer on this CPU.
1020  */
1021 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1022 {
1023         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1024                 return rq;
1025
1026         /* Affinity changed (again). */
1027         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1028                 return rq;
1029
1030         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1031
1032         return rq;
1033 }
1034
1035 /*
1036  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1037  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1038  * 'pushing' onto another runqueue.
1039  */
1040 static int migration_cpu_stop(void *data)
1041 {
1042         struct migration_arg *arg = data;
1043         struct task_struct *p = arg->task;
1044         struct rq *rq = this_rq();
1045
1046         /*
1047          * The original target cpu might have gone down and we might
1048          * be on another cpu but it doesn't matter.
1049          */
1050         local_irq_disable();
1051         /*
1052          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1053          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1054          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1055          */
1056         sched_ttwu_pending();
1057
1058         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1059         raw_spin_lock(&rq->lock);
1060         /*
1061          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1062          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1063          * we're holding p->pi_lock.
1064          */
1065         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1066                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1067         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1068         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1069
1070         local_irq_enable();
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 /*
1075  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1076  * actually call this function.
1077  */
1078 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1079 {
1080         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1081         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1082 }
1083
1084 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1085 {
1086         struct rq *rq = task_rq(p);
1087         bool queued, running;
1088
1089         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1090
1091         queued = task_on_rq_queued(p);
1092         running = task_current(rq, p);
1093
1094         if (queued) {
1095                 /*
1096                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1097                  * holding rq->lock.
1098                  */
1099                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1100                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
1101         }
1102         if (running)
1103                 put_prev_task(rq, p);
1104
1105         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1106
1107         if (running)
1108                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1109         if (queued)
1110                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1115  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1116  * is removed from the allowed bitmask.
1117  *
1118  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1119  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1120  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1121  */
1122 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1123                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1124 {
1125         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1126         unsigned int dest_cpu;
1127         struct rq_flags rf;
1128         struct rq *rq;
1129         int ret = 0;
1130
1131         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1132
1133         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1134                 /*
1135                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1136                  */
1137                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1142          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1143          */
1144         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1145                 ret = -EINVAL;
1146                 goto out;
1147         }
1148
1149         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1150                 goto out;
1151
1152         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1153                 ret = -EINVAL;
1154                 goto out;
1155         }
1156
1157         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1158
1159         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1160                 /*
1161                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1162                  * !active we want to ensure they are strict per-cpu threads.
1163                  */
1164                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1165                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1166                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1167         }
1168
1169         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1170         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1171                 goto out;
1172
1173         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1174         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1175                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1176                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1177                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1178                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1179                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1180                 return 0;
1181         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1182                 /*
1183                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1184                  * afterwards anyway.
1185                  */
1186                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1187                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1188                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
1189         }
1190 out:
1191         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1192
1193         return ret;
1194 }
1195
1196 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1197 {
1198         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1199 }
1200 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1201
1202 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1203 {
1204 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1205         /*
1206          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1207          * ttwu() will sort out the placement.
1208          */
1209         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1210                         !p->on_rq);
1211
1212         /*
1213          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1214          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1215          * time relying on p->on_rq.
1216          */
1217         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1218                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1219                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1220
1221 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1222         /*
1223          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1224          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1225          *
1226          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1227          * see task_group().
1228          *
1229          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1230          * task_rq_lock().
1231          */
1232         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1233                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1234 #endif
1235 #endif
1236
1237         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1238
1239         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1240                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1241                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1242                 p->se.nr_migrations++;
1243                 perf_event_task_migrate(p);
1244         }
1245
1246         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1247 }
1248
1249 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1250 {
1251         if (task_on_rq_queued(p)) {
1252                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1253
1254                 src_rq = task_rq(p);
1255                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1256
1257                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1258                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1259                 set_task_cpu(p, cpu);
1260                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1261                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1262                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1263         } else {
1264                 /*
1265                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1266                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1267                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1268                  */
1269                 p->wake_cpu = cpu;
1270         }
1271 }
1272
1273 struct migration_swap_arg {
1274         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1275         int src_cpu, dst_cpu;
1276 };
1277
1278 static int migrate_swap_stop(void *data)
1279 {
1280         struct migration_swap_arg *arg = data;
1281         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1282         int ret = -EAGAIN;
1283
1284         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1285                 return -EAGAIN;
1286
1287         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1288         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1289
1290         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1291                         &arg->dst_task->pi_lock);
1292         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1293
1294         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1295                 goto unlock;
1296
1297         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1298                 goto unlock;
1299
1300         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1301                 goto unlock;
1302
1303         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1304                 goto unlock;
1305
1306         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1307         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1308
1309         ret = 0;
1310
1311 unlock:
1312         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1313         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1314         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1315
1316         return ret;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Cross migrate two tasks
1321  */
1322 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1323 {
1324         struct migration_swap_arg arg;
1325         int ret = -EINVAL;
1326
1327         arg = (struct migration_swap_arg){
1328                 .src_task = cur,
1329                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1330                 .dst_task = p,
1331                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1332         };
1333
1334         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1335                 goto out;
1336
1337         /*
1338          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1339          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1340          */
1341         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1342                 goto out;
1343
1344         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1345                 goto out;
1346
1347         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1348                 goto out;
1349
1350         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1351         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1352
1353 out:
1354         return ret;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1359  *
1360  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1361  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1362  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1363  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1364  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1365  * @p has remained unscheduled the whole time.
1366  *
1367  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1368  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1369  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1370  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1371  * waiting to become inactive.
1372  */
1373 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1374 {
1375         int running, queued;
1376         struct rq_flags rf;
1377         unsigned long ncsw;
1378         struct rq *rq;
1379
1380         for (;;) {
1381                 /*
1382                  * We do the initial early heuristics without holding
1383                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1384                  * the runqueue lock when things look like they will
1385                  * work out!
1386                  */
1387                 rq = task_rq(p);
1388
1389                 /*
1390                  * If the task is actively running on another CPU
1391                  * still, just relax and busy-wait without holding
1392                  * any locks.
1393                  *
1394                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1395                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1396                  * But we don't care, since "task_running()" will
1397                  * return false if the runqueue has changed and p
1398                  * is actually now running somewhere else!
1399                  */
1400                 while (task_running(rq, p)) {
1401                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1402                                 return 0;
1403                         cpu_relax();
1404                 }
1405
1406                 /*
1407                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1408                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1409                  * just go back and repeat.
1410                  */
1411                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1412                 trace_sched_wait_task(p);
1413                 running = task_running(rq, p);
1414                 queued = task_on_rq_queued(p);
1415                 ncsw = 0;
1416                 if (!match_state || p->state == match_state)
1417                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1418                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1419
1420                 /*
1421                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1422                  */
1423                 if (unlikely(!ncsw))
1424                         break;
1425
1426                 /*
1427                  * Was it really running after all now that we
1428                  * checked with the proper locks actually held?
1429                  *
1430                  * Oops. Go back and try again..
1431                  */
1432                 if (unlikely(running)) {
1433                         cpu_relax();
1434                         continue;
1435                 }
1436
1437                 /*
1438                  * It's not enough that it's not actively running,
1439                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1440                  * preempted!
1441                  *
1442                  * So if it was still runnable (but just not actively
1443                  * running right now), it's preempted, and we should
1444                  * yield - it could be a while.
1445                  */
1446                 if (unlikely(queued)) {
1447                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1448
1449                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1450                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1451                         continue;
1452                 }
1453
1454                 /*
1455                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1456                  * runnable, which means that it will never become
1457                  * running in the future either. We're all done!
1458                  */
1459                 break;
1460         }
1461
1462         return ncsw;
1463 }
1464
1465 /***
1466  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1467  * @p: the to-be-kicked thread
1468  *
1469  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1470  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1471  *
1472  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1473  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1474  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1475  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1476  * achieved as well.
1477  */
1478 void kick_process(struct task_struct *p)
1479 {
1480         int cpu;
1481
1482         preempt_disable();
1483         cpu = task_cpu(p);
1484         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1485                 smp_send_reschedule(cpu);
1486         preempt_enable();
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1489
1490 /*
1491  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1492  *
1493  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1494  *
1495  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1496  *
1497  *  - on cpu-up we allow per-cpu kthreads on the online && !active cpu,
1498  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1499  *    cpu isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1500  *    see it.
1501  *
1502  *  - on cpu-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1503  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1504  *    cpu. Existing tasks will remain running there and will be taken
1505  *    off.
1506  *
1507  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1508  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1509  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1510  * to satisfy the above rules.
1511  */
1512 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1513 {
1514         int nid = cpu_to_node(cpu);
1515         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1516         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1517         int dest_cpu;
1518
1519         /*
1520          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1521          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1522          * select the cpu on the other node.
1523          */
1524         if (nid != -1) {
1525                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1526
1527                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1528                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1529                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1530                                 continue;
1531                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1532                                 return dest_cpu;
1533                 }
1534         }
1535
1536         for (;;) {
1537                 /* Any allowed, online CPU? */
1538                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1539                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1540                                 continue;
1541                         goto out;
1542                 }
1543
1544                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1545                 switch (state) {
1546                 case cpuset:
1547                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1548                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1549                                 state = possible;
1550                                 break;
1551                         }
1552                         /* fall-through */
1553                 case possible:
1554                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1555                         state = fail;
1556                         break;
1557
1558                 case fail:
1559                         BUG();
1560                         break;
1561                 }
1562         }
1563
1564 out:
1565         if (state != cpuset) {
1566                 /*
1567                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1568                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1569                  * leave kernel.
1570                  */
1571                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1572                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1573                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1574                 }
1575         }
1576
1577         return dest_cpu;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1582  */
1583 static inline
1584 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1585 {
1586         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1587
1588         if (tsk_nr_cpus_allowed(p) > 1)
1589                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1590         else
1591                 cpu = cpumask_any(tsk_cpus_allowed(p));
1592
1593         /*
1594          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1595          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1596          * cpu.
1597          *
1598          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1599          *
1600          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1601          *   not worry about this generic constraint ]
1602          */
1603         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1604                      !cpu_online(cpu)))
1605                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1606
1607         return cpu;
1608 }
1609
1610 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1611 {
1612         s64 diff = sample - *avg;
1613         *avg += diff >> 3;
1614 }
1615
1616 #else
1617
1618 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1619                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1620 {
1621         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1622 }
1623
1624 #endif /* CONFIG_SMP */
1625
1626 static void
1627 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1628 {
1629 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1630         struct rq *rq = this_rq();
1631
1632 #ifdef CONFIG_SMP
1633         int this_cpu = smp_processor_id();
1634
1635         if (cpu == this_cpu) {
1636                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1637                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1638         } else {
1639                 struct sched_domain *sd;
1640
1641                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1642                 rcu_read_lock();
1643                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1644                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1645                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1646                                 break;
1647                         }
1648                 }
1649                 rcu_read_unlock();
1650         }
1651
1652         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1653                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1654
1655 #endif /* CONFIG_SMP */
1656
1657         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1658         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1659
1660         if (wake_flags & WF_SYNC)
1661                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1662
1663 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1664 }
1665
1666 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1667 {
1668         activate_task(rq, p, en_flags);
1669         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1670
1671         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1672         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1673                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1678  */
1679 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1680                            struct pin_cookie cookie)
1681 {
1682         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1683         p->state = TASK_RUNNING;
1684         trace_sched_wakeup(p);
1685
1686 #ifdef CONFIG_SMP
1687         if (p->sched_class->task_woken) {
1688                 /*
1689                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1690                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1691                  */
1692                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1693                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1694                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
1695         }
1696
1697         if (rq->idle_stamp) {
1698                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1699                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1700
1701                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1702
1703                 if (rq->avg_idle > max)
1704                         rq->avg_idle = max;
1705
1706                 rq->idle_stamp = 0;
1707         }
1708 #endif
1709 }
1710
1711 static void
1712 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1713                  struct pin_cookie cookie)
1714 {
1715         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1716
1717         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1718
1719 #ifdef CONFIG_SMP
1720         if (p->sched_contributes_to_load)
1721                 rq->nr_uninterruptible--;
1722
1723         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1724                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1725 #endif
1726
1727         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1728         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, cookie);
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1733  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1734  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1735  * the task is still ->on_rq.
1736  */
1737 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1738 {
1739         struct rq_flags rf;
1740         struct rq *rq;
1741         int ret = 0;
1742
1743         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1744         if (task_on_rq_queued(p)) {
1745                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1746                 update_rq_clock(rq);
1747                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf.cookie);
1748                 ret = 1;
1749         }
1750         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1751
1752         return ret;
1753 }
1754
1755 #ifdef CONFIG_SMP
1756 void sched_ttwu_pending(void)
1757 {
1758         struct rq *rq = this_rq();
1759         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1760         struct pin_cookie cookie;
1761         struct task_struct *p;
1762         unsigned long flags;
1763
1764         if (!llist)
1765                 return;
1766
1767         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1768         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1769
1770         while (llist) {
1771                 int wake_flags = 0;
1772
1773                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1774                 llist = llist_next(llist);
1775
1776                 if (p->sched_remote_wakeup)
1777                         wake_flags = WF_MIGRATED;
1778
1779                 ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1780         }
1781
1782         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1783         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1784 }
1785
1786 void scheduler_ipi(void)
1787 {
1788         /*
1789          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1790          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1791          * this IPI.
1792          */
1793         preempt_fold_need_resched();
1794
1795         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1796                 return;
1797
1798         /*
1799          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1800          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1801          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1802          * we do call them.
1803          *
1804          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1805          * properly.
1806          *
1807          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1808          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1809          * somewhat pessimize the simple resched case.
1810          */
1811         irq_enter();
1812         sched_ttwu_pending();
1813
1814         /*
1815          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1816          */
1817         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1818                 this_rq()->idle_balance = 1;
1819                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1820         }
1821         irq_exit();
1822 }
1823
1824 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1825 {
1826         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1827
1828         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1829
1830         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1831                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1832                         smp_send_reschedule(cpu);
1833                 else
1834                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1835         }
1836 }
1837
1838 void wake_up_if_idle(int cpu)
1839 {
1840         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1841         unsigned long flags;
1842
1843         rcu_read_lock();
1844
1845         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1846                 goto out;
1847
1848         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1849                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1850         } else {
1851                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1852                 if (is_idle_task(rq->curr))
1853                         smp_send_reschedule(cpu);
1854                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1855                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1856         }
1857
1858 out:
1859         rcu_read_unlock();
1860 }
1861
1862 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1863 {
1864         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1865 }
1866 #endif /* CONFIG_SMP */
1867
1868 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1869 {
1870         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1871         struct pin_cookie cookie;
1872
1873 #if defined(CONFIG_SMP)
1874         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1875                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1876                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1877                 return;
1878         }
1879 #endif
1880
1881         raw_spin_lock(&rq->lock);
1882         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1883         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, cookie);
1884         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
1885         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1890  *
1891  *  MIGRATION
1892  *
1893  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1894  * migrates, all its activity on its old cpu [c0] happens-before any subsequent
1895  * execution on its new cpu [c1].
1896  *
1897  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1898  *
1899  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1900  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1901  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1902  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1903  *
1904  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1905  * Note: we only require RCpc transitivity.
1906  * Note: the cpu doing B need not be c0 or c1
1907  *
1908  * Example:
1909  *
1910  *   CPU0            CPU1            CPU2
1911  *
1912  *   LOCK rq(0)->lock
1913  *   sched-out X
1914  *   sched-in Y
1915  *   UNLOCK rq(0)->lock
1916  *
1917  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1918  *                                   dequeue X
1919  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1920  *
1921  *                                   LOCK rq(1)->lock
1922  *                                   enqueue X
1923  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1924  *
1925  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1926  *                   sched-out Z
1927  *                   sched-in X
1928  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1929  *
1930  *
1931  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1932  *
1933  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1934  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1935  * chain to provide order. Instead we do:
1936  *
1937  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1938  *   2) smp_cond_acquire(!X->on_cpu)
1939  *
1940  * Example:
1941  *
1942  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1943  *
1944  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1945  *   dequeue X
1946  *   sched-out X
1947  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1948  *
1949  *                    smp_cond_acquire(!X->on_cpu);
1950  *                    X->state = WAKING
1951  *                    set_task_cpu(X,2)
1952  *
1953  *                    LOCK rq(2)->lock
1954  *                    enqueue X
1955  *                    X->state = RUNNING
1956  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1957  *
1958  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1959  *                                          sched-out Z
1960  *                                          sched-in X
1961  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1962  *
1963  *                    UNLOCK X->pi_lock
1964  *   UNLOCK rq(0)->lock
1965  *
1966  *
1967  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1968  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1969  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1970  * its wakeup.
1971  *
1972  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1973  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1974  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1975  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_acquire).
1976  *
1977  */
1978
1979 /**
1980  * try_to_wake_up - wake up a thread
1981  * @p: the thread to be awakened
1982  * @state: the mask of task states that can be woken
1983  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1984  *
1985  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1986  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1987  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1988  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1989  * runnable without the overhead of this.
1990  *
1991  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1992  * or @state didn't match @p's state.
1993  */
1994 static int
1995 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1996 {
1997         unsigned long flags;
1998         int cpu, success = 0;
1999
2000         /*
2001          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2002          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2003          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2004          * set_current_state() the waiting thread does.
2005          */
2006         smp_mb__before_spinlock();
2007         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2008         if (!(p->state & state))
2009                 goto out;
2010
2011         trace_sched_waking(p);
2012
2013         success = 1; /* we're going to change ->state */
2014         cpu = task_cpu(p);
2015
2016         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2017                 goto stat;
2018
2019 #ifdef CONFIG_SMP
2020         /*
2021          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2022          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2023          *
2024          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2025          * from the runqueue.
2026          *
2027          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2028          *      UNLOCK rq->lock
2029          *                      RMB
2030          *      LOCK   rq->lock
2031          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2032          *
2033          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2034          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2035          * task, the second putting it to sleep.
2036          */
2037         smp_rmb();
2038
2039         /*
2040          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
2041          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2042          *
2043          * Pairs with the smp_store_release() in finish_lock_switch().
2044          *
2045          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2046          * their previous state and preserve Program Order.
2047          */
2048         smp_cond_acquire(!p->on_cpu);
2049
2050         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2051         p->state = TASK_WAKING;
2052
2053         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2054         if (task_cpu(p) != cpu) {
2055                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2056                 set_task_cpu(p, cpu);
2057         }
2058 #endif /* CONFIG_SMP */
2059
2060         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2061 stat:
2062         if (schedstat_enabled())
2063                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2064 out:
2065         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2066
2067         return success;
2068 }
2069
2070 /**
2071  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2072  * @p: the thread to be awakened
2073  *
2074  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2075  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2076  * the current task.
2077  */
2078 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct pin_cookie cookie)
2079 {
2080         struct rq *rq = task_rq(p);
2081
2082         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2083             WARN_ON_ONCE(p == current))
2084                 return;
2085
2086         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2087
2088         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2089                 /*
2090                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2091                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2092                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2093                  * not yet picked a replacement task.
2094                  */
2095                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2096                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2097                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2098                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2099                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, cookie);
2100         }
2101
2102         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2103                 goto out;
2104
2105         trace_sched_waking(p);
2106
2107         if (!task_on_rq_queued(p))
2108                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2109
2110         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, cookie);
2111         if (schedstat_enabled())
2112                 ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2113 out:
2114         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2115 }
2116
2117 /**
2118  * wake_up_process - Wake up a specific process
2119  * @p: The process to be woken up.
2120  *
2121  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2122  * processes.
2123  *
2124  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2125  *
2126  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2127  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2128  */
2129 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2130 {
2131         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2132 }
2133 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2134
2135 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2136 {
2137         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2138 }
2139
2140 /*
2141  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2142  */
2143 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2144 {
2145         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2146
2147         dl_se->dl_runtime = 0;
2148         dl_se->dl_deadline = 0;
2149         dl_se->dl_period = 0;
2150         dl_se->flags = 0;
2151         dl_se->dl_bw = 0;
2152
2153         dl_se->dl_throttled = 0;
2154         dl_se->dl_yielded = 0;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2159  * p is forked by current.
2160  *
2161  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2162  */
2163 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2164 {
2165         p->on_rq                        = 0;
2166
2167         p->se.on_rq                     = 0;
2168         p->se.exec_start                = 0;
2169         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2170         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2171         p->se.nr_migrations             = 0;
2172         p->se.vruntime                  = 0;
2173         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2174
2175 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2176         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2177 #endif
2178
2179 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2180         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2181         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2182 #endif
2183
2184         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2185         init_dl_task_timer(&p->dl);
2186         __dl_clear_params(p);
2187
2188         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2189         p->rt.timeout           = 0;
2190         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2191         p->rt.on_rq             = 0;
2192         p->rt.on_list           = 0;
2193
2194 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2195         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2196 #endif
2197
2198 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2199         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2200                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2201                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2202         }
2203
2204         if (clone_flags & CLONE_VM)
2205                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2206         else
2207                 p->numa_preferred_nid = -1;
2208
2209         p->node_stamp = 0ULL;
2210         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2211         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2212         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2213         p->numa_faults = NULL;
2214         p->last_task_numa_placement = 0;
2215         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2216
2217         p->numa_group = NULL;
2218 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2219 }
2220
2221 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2222
2223 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2224
2225 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2226 {
2227         if (enabled)
2228                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2229         else
2230                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2231 }
2232
2233 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2234 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2235                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2236 {
2237         struct ctl_table t;
2238         int err;
2239         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2240
2241         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2242                 return -EPERM;
2243
2244         t = *table;
2245         t.data = &state;
2246         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2247         if (err < 0)
2248                 return err;
2249         if (write)
2250                 set_numabalancing_state(state);
2251         return err;
2252 }
2253 #endif
2254 #endif
2255
2256 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2257
2258 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2259 static void set_schedstats(bool enabled)
2260 {
2261         if (enabled)
2262                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2263         else
2264                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2265 }
2266
2267 void force_schedstat_enabled(void)
2268 {
2269         if (!schedstat_enabled()) {
2270                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2271                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2272         }
2273 }
2274
2275 static int __init setup_schedstats(char *str)
2276 {
2277         int ret = 0;
2278         if (!str)
2279                 goto out;
2280
2281         if (!strcmp(str, "enable")) {
2282                 set_schedstats(true);
2283                 ret = 1;
2284         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2285                 set_schedstats(false);
2286                 ret = 1;
2287         }
2288 out:
2289         if (!ret)
2290                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2291
2292         return ret;
2293 }
2294 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2295
2296 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2297 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2298                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2299 {
2300         struct ctl_table t;
2301         int err;
2302         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2303
2304         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2305                 return -EPERM;
2306
2307         t = *table;
2308         t.data = &state;
2309         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2310         if (err < 0)
2311                 return err;
2312         if (write)
2313                 set_schedstats(state);
2314         return err;
2315 }
2316 #endif
2317 #endif
2318
2319 /*
2320  * fork()/clone()-time setup:
2321  */
2322 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2323 {
2324         unsigned long flags;
2325         int cpu = get_cpu();
2326
2327         __sched_fork(clone_flags, p);
2328         /*
2329          * We mark the process as running here. This guarantees that
2330          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2331          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2332          */
2333         p->state = TASK_RUNNING;
2334
2335         /*
2336          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2337          */
2338         p->prio = current->normal_prio;
2339
2340         /*
2341          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2342          */
2343         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2344                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2345                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2346                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2347                         p->rt_priority = 0;
2348                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2349                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2350
2351                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2352                 set_load_weight(p);
2353
2354                 /*
2355                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2356                  * fulfilled its duty:
2357                  */
2358                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2359         }
2360
2361         if (dl_prio(p->prio)) {
2362                 put_cpu();
2363                 return -EAGAIN;
2364         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2365                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2366         } else {
2367                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2368         }
2369
2370         if (p->sched_class->task_fork)
2371                 p->sched_class->task_fork(p);
2372
2373         /*
2374          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2375          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2376          * is ran before sched_fork().
2377          *
2378          * Silence PROVE_RCU.
2379          */
2380         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2381         set_task_cpu(p, cpu);
2382         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2383
2384 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2385         if (likely(sched_info_on()))
2386                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2387 #endif
2388 #if defined(CONFIG_SMP)
2389         p->on_cpu = 0;
2390 #endif
2391         init_task_preempt_count(p);
2392 #ifdef CONFIG_SMP
2393         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2394         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2395 #endif
2396
2397         put_cpu();
2398         return 0;
2399 }
2400
2401 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2402 {
2403         if (runtime == RUNTIME_INF)
2404                 return 1ULL << 20;
2405
2406         /*
2407          * Doing this here saves a lot of checks in all
2408          * the calling paths, and returning zero seems
2409          * safe for them anyway.
2410          */
2411         if (period == 0)
2412                 return 0;
2413
2414         return div64_u64(runtime << 20, period);
2415 }
2416
2417 #ifdef CONFIG_SMP
2418 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2419 {
2420         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2421                          "sched RCU must be held");
2422         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2423 }
2424
2425 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2426 {
2427         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2428         int cpus = 0;
2429
2430         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2431                          "sched RCU must be held");
2432         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2433                 cpus++;
2434
2435         return cpus;
2436 }
2437 #else
2438 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2439 {
2440         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2441 }
2442
2443 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2444 {
2445         return 1;
2446 }
2447 #endif
2448
2449 /*
2450  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2451  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2452  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2453  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2454  *
2455  * This function is called while holding p's rq->lock.
2456  *
2457  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2458  * __setparam_dl().
2459  */
2460 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2461                        const struct sched_attr *attr)
2462 {
2463
2464         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2465         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2466         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2467         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2468         int cpus, err = -1;
2469
2470         /* !deadline task may carry old deadline bandwidth */
2471         if (new_bw == p->dl.dl_bw && task_has_dl_policy(p))
2472                 return 0;
2473
2474         /*
2475          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2476          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2477          * allocated bandwidth of the container.
2478          */
2479         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2480         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2481         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2482             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2483                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2484                 err = 0;
2485         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2486                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2487                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2488                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2489                 err = 0;
2490         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2491                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2492                 err = 0;
2493         }
2494         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2495
2496         return err;
2497 }
2498
2499 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2500
2501 /*
2502  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2503  *
2504  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2505  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2506  * on the runqueue and wakes it.
2507  */
2508 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2509 {
2510         struct rq_flags rf;
2511         struct rq *rq;
2512
2513         /* Initialize new task's runnable average */
2514         init_entity_runnable_average(&p->se);
2515         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2516 #ifdef CONFIG_SMP
2517         /*
2518          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2519          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2520          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2521          */
2522         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2523 #endif
2524         /* Post initialize new task's util average when its cfs_rq is set */
2525         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2526
2527         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2528         activate_task(rq, p, 0);
2529         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2530         trace_sched_wakeup_new(p);
2531         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2532 #ifdef CONFIG_SMP
2533         if (p->sched_class->task_woken) {
2534                 /*
2535                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2536                  * drop it.
2537                  */
2538                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2539                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2540                 lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf.cookie);
2541         }
2542 #endif
2543         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2544 }
2545
2546 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2547
2548 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2549
2550 void preempt_notifier_inc(void)
2551 {
2552         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2553 }
2554 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2555
2556 void preempt_notifier_dec(void)
2557 {
2558         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2559 }
2560 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2561
2562 /**
2563  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2564  * @notifier: notifier struct to register
2565  */
2566 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2567 {
2568         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2569                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2570
2571         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2572 }
2573 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2574
2575 /**
2576  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2577  * @notifier: notifier struct to unregister
2578  *
2579  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2580  */
2581 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2582 {
2583         hlist_del(&notifier->link);
2584 }
2585 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2586
2587 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2588 {
2589         struct preempt_notifier *notifier;
2590
2591         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2592                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2593 }
2594
2595 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2596 {
2597         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2598                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2599 }
2600
2601 static void
2602 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2603                                    struct task_struct *next)
2604 {
2605         struct preempt_notifier *notifier;
2606
2607         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2608                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2609 }
2610
2611 static __always_inline void
2612 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2613                                  struct task_struct *next)
2614 {
2615         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2616                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2617 }
2618
2619 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2620
2621 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2622 {
2623 }
2624
2625 static inline void
2626 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2627                                  struct task_struct *next)
2628 {
2629 }
2630
2631 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2632
2633 /**
2634  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2635  * @rq: the runqueue preparing to switch
2636  * @prev: the current task that is being switched out
2637  * @next: the task we are going to switch to.
2638  *
2639  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2640  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2641  * switch.
2642  *
2643  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2644  * hooks.
2645  */
2646 static inline void
2647 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2648                     struct task_struct *next)
2649 {
2650         sched_info_switch(rq, prev, next);
2651         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2652         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2653         prepare_lock_switch(rq, next);
2654         prepare_arch_switch(next);
2655 }
2656
2657 /**
2658  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2659  * @prev: the thread we just switched away from.
2660  *
2661  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2662  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2663  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2664  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2665  *
2666  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2667  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2668  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2669  * details.)
2670  *
2671  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2672  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2673  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2674  * because prev may have moved to another CPU.
2675  */
2676 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2677         __releases(rq->lock)
2678 {
2679         struct rq *rq = this_rq();
2680         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2681         long prev_state;
2682
2683         /*
2684          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2685          * because it left us after:
2686          *
2687          *      schedule()
2688          *        preempt_disable();                    // 1
2689          *        __schedule()
2690          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2691          *
2692          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2693          */
2694         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2695                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2696                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2697                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2698
2699         rq->prev_mm = NULL;
2700
2701         /*
2702          * A task struct has one reference for the use as "current".
2703          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2704          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2705          * the scheduled task must drop that reference.
2706          *
2707          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2708          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2709          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2710          * transition, resulting in a double drop.
2711          */
2712         prev_state = prev->state;
2713         vtime_task_switch(prev);
2714         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2715         finish_lock_switch(rq, prev);
2716         finish_arch_post_lock_switch();
2717
2718         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2719         if (mm)
2720                 mmdrop(mm);
2721         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2722                 if (prev->sched_class->task_dead)
2723                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2724
2725                 /*
2726                  * Remove function-return probe instances associated with this
2727                  * task and put them back on the free list.
2728                  */
2729                 kprobe_flush_task(prev);
2730                 put_task_struct(prev);
2731         }
2732
2733         tick_nohz_task_switch();
2734         return rq;
2735 }
2736
2737 #ifdef CONFIG_SMP
2738
2739 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2740 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2741 {
2742         struct callback_head *head, *next;
2743         void (*func)(struct rq *rq);
2744         unsigned long flags;
2745
2746         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2747         head = rq->balance_callback;
2748         rq->balance_callback = NULL;
2749         while (head) {
2750                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2751                 next = head->next;
2752                 head->next = NULL;
2753                 head = next;
2754
2755                 func(rq);
2756         }
2757         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2758 }
2759
2760 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2761 {
2762         if (unlikely(rq->balance_callback))
2763                 __balance_callback(rq);
2764 }
2765
2766 #else
2767
2768 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2769 {
2770 }
2771
2772 #endif
2773
2774 /**
2775  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2776  * @prev: the thread we just switched away from.
2777  */
2778 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2779         __releases(rq->lock)
2780 {
2781         struct rq *rq;
2782
2783         /*
2784          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2785          * finish_task_switch() for details.
2786          *
2787          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2788          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2789          * PREEMPT_COUNT kernels).
2790          */
2791
2792         rq = finish_task_switch(prev);
2793         balance_callback(rq);
2794         preempt_enable();
2795
2796         if (current->set_child_tid)
2797                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2802  */
2803 static __always_inline struct rq *
2804 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2805                struct task_struct *next, struct pin_cookie cookie)
2806 {
2807         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2808
2809         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2810
2811         mm = next->mm;
2812         oldmm = prev->active_mm;
2813         /*
2814          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2815          * combine the page table reload and the switch backend into
2816          * one hypercall.
2817          */
2818         arch_start_context_switch(prev);
2819
2820         if (!mm) {
2821                 next->active_mm = oldmm;
2822                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2823                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2824         } else
2825                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2826
2827         if (!prev->mm) {
2828                 prev->active_mm = NULL;
2829                 rq->prev_mm = oldmm;
2830         }
2831         /*
2832          * Since the runqueue lock will be released by the next
2833          * task (which is an invalid locking op but in the case
2834          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2835          * do an early lockdep release here:
2836          */
2837         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
2838         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2839
2840         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2841         switch_to(prev, next, prev);
2842         barrier();
2843
2844         return finish_task_switch(prev);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * nr_running and nr_context_switches:
2849  *
2850  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2851  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2852  */
2853 unsigned long nr_running(void)
2854 {
2855         unsigned long i, sum = 0;
2856
2857         for_each_online_cpu(i)
2858                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2859
2860         return sum;
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Check if only the current task is running on the cpu.
2865  *
2866  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2867  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2868  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2869  *
2870  * - from a non-preemptable section (of course)
2871  *
2872  * - from a thread that is bound to a single CPU
2873  *
2874  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2875  */
2876 bool single_task_running(void)
2877 {
2878         return raw_rq()->nr_running == 1;
2879 }
2880 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2881
2882 unsigned long long nr_context_switches(void)
2883 {
2884         int i;
2885         unsigned long long sum = 0;
2886
2887         for_each_possible_cpu(i)
2888                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2889
2890         return sum;
2891 }
2892
2893 unsigned long nr_iowait(void)
2894 {
2895         unsigned long i, sum = 0;
2896
2897         for_each_possible_cpu(i)
2898                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2899
2900         return sum;
2901 }
2902
2903 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2904 {
2905         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2906         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2907 }
2908
2909 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2910 {
2911         struct rq *rq = this_rq();
2912         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2913         *load = rq->load.weight;
2914 }
2915
2916 #ifdef CONFIG_SMP
2917
2918 /*
2919  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2920  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2921  */
2922 void sched_exec(void)
2923 {
2924         struct task_struct *p = current;
2925         unsigned long flags;
2926         int dest_cpu;
2927
2928         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2929         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2930         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2931                 goto unlock;
2932
2933         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2934                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2935
2936                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2937                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2938                 return;
2939         }
2940 unlock:
2941         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2942 }
2943
2944 #endif
2945
2946 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2947 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2948
2949 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2950 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2951
2952 /*
2953  * Return accounted runtime for the task.
2954  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2955  * pending runtime that have not been accounted yet.
2956  */
2957 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2958 {
2959         struct rq_flags rf;
2960         struct rq *rq;
2961         u64 ns;
2962
2963 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2964         /*
2965          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2966          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2967          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2968          *
2969          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2970          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2971          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2972          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2973          * been accounted, so we're correct here as well.
2974          */
2975         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2976                 return p->se.sum_exec_runtime;
2977 #endif
2978
2979         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2980         /*
2981          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2982          * project cycles that may never be accounted to this
2983          * thread, breaking clock_gettime().
2984          */
2985         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2986                 update_rq_clock(rq);
2987                 p->sched_class->update_curr(rq);
2988         }
2989         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2990         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2991
2992         return ns;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2997  * We call it with interrupts disabled.
2998  */
2999 void scheduler_tick(void)
3000 {
3001         int cpu = smp_processor_id();
3002         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3003         struct task_struct *curr = rq->curr;
3004
3005         sched_clock_tick();
3006
3007         raw_spin_lock(&rq->lock);
3008         update_rq_clock(rq);
3009         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3010         cpu_load_update_active(rq);
3011         calc_global_load_tick(rq);
3012         raw_spin_unlock(&rq->lock);
3013
3014         perf_event_task_tick();
3015
3016 #ifdef CONFIG_SMP
3017         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3018         trigger_load_balance(rq);
3019 #endif
3020         rq_last_tick_reset(rq);
3021 }
3022
3023 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3024 /**
3025  * scheduler_tick_max_deferment
3026  *
3027  * Keep at least one tick per second when a single
3028  * active task is running because the scheduler doesn't
3029  * yet completely support full dynticks environment.
3030  *
3031  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
3032  * balancing, etc... continue to move forward, even
3033  * with a very low granularity.
3034  *
3035  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
3036  */
3037 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
3038 {
3039         struct rq *rq = this_rq();
3040         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
3041
3042         next = rq->last_sched_tick + HZ;
3043
3044         if (time_before_eq(next, now))
3045                 return 0;
3046
3047         return jiffies_to_nsecs(next - now);
3048 }
3049 #endif
3050
3051 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3052                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3053 /*
3054  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3055  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3056  */
3057 static inline void preempt_latency_start(int val)
3058 {
3059         if (preempt_count() == val) {
3060                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3061 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3062                 current->preempt_disable_ip = ip;
3063 #endif
3064                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3065         }
3066 }
3067
3068 void preempt_count_add(int val)
3069 {
3070 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3071         /*
3072          * Underflow?
3073          */
3074         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3075                 return;
3076 #endif
3077         __preempt_count_add(val);
3078 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3079         /*
3080          * Spinlock count overflowing soon?
3081          */
3082         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3083                                 PREEMPT_MASK - 10);
3084 #endif
3085         preempt_latency_start(val);
3086 }
3087 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3088 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3089
3090 /*
3091  * If the value passed in equals to the current preempt count
3092  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3093  */
3094 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3095 {
3096         if (preempt_count() == val)
3097                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3098 }
3099
3100 void preempt_count_sub(int val)
3101 {
3102 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3103         /*
3104          * Underflow?
3105          */
3106         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3107                 return;
3108         /*
3109          * Is the spinlock portion underflowing?
3110          */
3111         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3112                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3113                 return;
3114 #endif
3115
3116         preempt_latency_stop(val);
3117         __preempt_count_sub(val);
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3120 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3121
3122 #else
3123 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3124 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3125 #endif
3126
3127 /*
3128  * Print scheduling while atomic bug:
3129  */
3130 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3131 {
3132         if (oops_in_progress)
3133                 return;
3134
3135         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3136                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3137
3138         debug_show_held_locks(prev);
3139         print_modules();
3140         if (irqs_disabled())
3141                 print_irqtrace_events(prev);
3142 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3143         if (in_atomic_preempt_off()) {
3144                 pr_err("Preemption disabled at:");
3145                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
3146                 pr_cont("\n");
3147         }
3148 #endif
3149         dump_stack();
3150         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3151 }
3152
3153 /*
3154  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3155  */
3156 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3157 {
3158 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3159         BUG_ON(task_stack_end_corrupted(prev));
3160 #endif
3161
3162         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3163                 __schedule_bug(prev);
3164                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3165         }
3166         rcu_sleep_check();
3167
3168         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3169
3170         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Pick up the highest-prio task:
3175  */
3176 static inline struct task_struct *
3177 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct pin_cookie cookie)
3178 {
3179         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
3180         struct task_struct *p;
3181
3182         /*
3183          * Optimization: we know that if all tasks are in
3184          * the fair class we can call that function directly:
3185          */
3186         if (likely(prev->sched_class == class &&
3187                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3188                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3189                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3190                         goto again;
3191
3192                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3193                 if (unlikely(!p))
3194                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, cookie);
3195
3196                 return p;
3197         }
3198
3199 again:
3200         for_each_class(class) {
3201                 p = class->pick_next_task(rq, prev, cookie);
3202                 if (p) {
3203                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3204                                 goto again;
3205                         return p;
3206                 }
3207         }
3208
3209         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3210 }
3211
3212 /*
3213  * __schedule() is the main scheduler function.
3214  *
3215  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3216  *
3217  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3218  *
3219  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3220  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3221  *
3222  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3223  *      interrupt handler scheduler_tick().
3224  *
3225  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3226  *      task to the run-queue and that's it.
3227  *
3228  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3229  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3230  *      called on the nearest possible occasion:
3231  *
3232  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3233  *
3234  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3235  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3236  *           spin_unlock()!)
3237  *
3238  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3239  *           preemptible context
3240  *
3241  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3242  *         then at the next:
3243  *
3244  *          - cond_resched() call
3245  *          - explicit schedule() call
3246  *          - return from syscall or exception to user-space
3247  *          - return from interrupt-handler to user-space
3248  *
3249  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3250  */
3251 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3252 {
3253         struct task_struct *prev, *next;
3254         unsigned long *switch_count;
3255         struct pin_cookie cookie;
3256         struct rq *rq;
3257         int cpu;
3258
3259         cpu = smp_processor_id();
3260         rq = cpu_rq(cpu);
3261         prev = rq->curr;
3262
3263         /*
3264          * do_exit() calls schedule() with preemption disabled as an exception;
3265          * however we must fix that up, otherwise the next task will see an
3266          * inconsistent (higher) preempt count.
3267          *
3268          * It also avoids the below schedule_debug() test from complaining
3269          * about this.
3270          */
3271         if (unlikely(prev->state == TASK_DEAD))
3272                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3273
3274         schedule_debug(prev);
3275
3276         if (sched_feat(HRTICK))
3277                 hrtick_clear(rq);
3278
3279         local_irq_disable();
3280         rcu_note_context_switch();
3281
3282         /*
3283          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3284          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3285          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3286          */
3287         smp_mb__before_spinlock();
3288         raw_spin_lock(&rq->lock);
3289         cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3290
3291         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3292
3293         switch_count = &prev->nivcsw;
3294         if (!preempt && prev->state) {
3295                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3296                         prev->state = TASK_RUNNING;
3297                 } else {
3298                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3299                         prev->on_rq = 0;
3300
3301                         /*
3302                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3303                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3304                          * concurrency.
3305                          */
3306                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3307                                 struct task_struct *to_wakeup;
3308
3309                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3310                                 if (to_wakeup)
3311                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, cookie);
3312                         }
3313                 }
3314                 switch_count = &prev->nvcsw;
3315         }
3316
3317         if (task_on_rq_queued(prev))
3318                 update_rq_clock(rq);
3319
3320         next = pick_next_task(rq, prev, cookie);
3321         clear_tsk_need_resched(prev);
3322         clear_preempt_need_resched();
3323         rq->clock_skip_update = 0;
3324
3325         if (likely(prev != next)) {
3326                 rq->nr_switches++;
3327                 rq->curr = next;
3328                 ++*switch_count;
3329
3330                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3331                 rq = context_switch(rq, prev, next, cookie); /* unlocks the rq */
3332         } else {
3333                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
3334                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3335         }
3336
3337         balance_callback(rq);
3338 }
3339 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__schedule); /* switch_to() */
3340
3341 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3342 {
3343         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3344                 return;
3345         /*
3346          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3347          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3348          */
3349         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3350                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3351 }
3352
3353 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3354 {
3355         struct task_struct *tsk = current;
3356
3357         sched_submit_work(tsk);
3358         do {
3359                 preempt_disable();
3360                 __schedule(false);
3361                 sched_preempt_enable_no_resched();
3362         } while (need_resched());
3363 }
3364 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3365
3366 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3367 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3368 {
3369         /*
3370          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3371          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3372          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3373          * we find a better solution.
3374          *
3375          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3376          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3377          * too frequently to make sense yet.
3378          */
3379         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3380         schedule();
3381         exception_exit(prev_state);
3382 }
3383 #endif
3384
3385 /**
3386  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3387  *
3388  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3389  */
3390 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3391 {
3392         sched_preempt_enable_no_resched();
3393         schedule();
3394         preempt_disable();
3395 }
3396
3397 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3398 {
3399         do {
3400                 /*
3401                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3402                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3403                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3404                  * by the function tracer will call this function again and
3405                  * cause infinite recursion.
3406                  *
3407                  * Preemption must be disabled here before the function
3408                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3409                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3410                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3411                  * which can also be traced by the function tracer.
3412                  */
3413                 preempt_disable_notrace();
3414                 preempt_latency_start(1);
3415                 __schedule(true);
3416                 preempt_latency_stop(1);
3417                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3418
3419                 /*
3420                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3421                  * between schedule and now.
3422                  */
3423         } while (need_resched());
3424 }
3425
3426 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3427 /*
3428  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3429  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3430  * occur there and call schedule directly.
3431  */
3432 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3433 {
3434         /*
3435          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3436          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3437          */
3438         if (likely(!preemptible()))
3439                 return;
3440
3441         preempt_schedule_common();
3442 }
3443 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3444 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3445
3446 /**
3447  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3448  *
3449  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3450  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3451  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3452  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3453  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3454  * to be called when the system is still in usermode.
3455  *
3456  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3457  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3458  * calling the scheduler.
3459  */
3460 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3461 {
3462         enum ctx_state prev_ctx;
3463
3464         if (likely(!preemptible()))
3465                 return;
3466
3467         do {
3468                 /*
3469                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3470                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3471                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3472                  * by the function tracer will call this function again and
3473                  * cause infinite recursion.
3474                  *
3475                  * Preemption must be disabled here before the function
3476                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3477                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3478                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3479                  * which can also be traced by the function tracer.
3480                  */
3481                 preempt_disable_notrace();
3482                 preempt_latency_start(1);
3483                 /*
3484                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3485                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3486                  * an infinite recursion.
3487                  */
3488                 prev_ctx = exception_enter();
3489                 __schedule(true);
3490                 exception_exit(prev_ctx);
3491
3492                 preempt_latency_stop(1);
3493                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3494         } while (need_resched());
3495 }
3496 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3497
3498 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3499
3500 /*
3501  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3502  * off of irq context.
3503  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3504  * protect us against recursive calling from irq.
3505  */
3506 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3507 {
3508         enum ctx_state prev_state;
3509
3510         /* Catch callers which need to be fixed */
3511         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3512
3513         prev_state = exception_enter();
3514
3515         do {
3516                 preempt_disable();
3517                 local_irq_enable();
3518                 __schedule(true);
3519                 local_irq_disable();
3520                 sched_preempt_enable_no_resched();
3521         } while (need_resched());
3522
3523         exception_exit(prev_state);
3524 }
3525
3526 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3527                           void *key)
3528 {
3529         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3530 }
3531 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3532
3533 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3534
3535 /*
3536  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3537  * @p: task
3538  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3539  *
3540  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3541  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3542  *
3543  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3544  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3545  */
3546 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3547 {
3548         int oldprio, queued, running, queue_flag = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3549         const struct sched_class *prev_class;
3550         struct rq_flags rf;
3551         struct rq *rq;
3552
3553         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3554
3555         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3556
3557         /*
3558          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3559          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3560          *
3561          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3562          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3563          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3564          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3565          * with interrupts disabled and will complete the lock
3566          * protected section without being interrupted. So there is no
3567          * real need to boost.
3568          */
3569         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3570                 WARN_ON(p != rq->curr);
3571                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3572                 goto out_unlock;
3573         }
3574
3575         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3576         oldprio = p->prio;
3577
3578         if (oldprio == prio)
3579                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3580
3581         prev_class = p->sched_class;
3582         queued = task_on_rq_queued(p);
3583         running = task_current(rq, p);
3584         if (queued)
3585                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3586         if (running)
3587                 put_prev_task(rq, p);
3588
3589         /*
3590          * Boosting condition are:
3591          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3592          *      --> -dl task blocks on mutex A
3593          *
3594          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3595          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3596          *          running task
3597          */
3598         if (dl_prio(prio)) {
3599                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3600                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3601                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3602                         p->dl.dl_boosted = 1;
3603                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3604                 } else
3605                         p->dl.dl_boosted = 0;
3606                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3607         } else if (rt_prio(prio)) {
3608                 if (dl_prio(oldprio))
3609                         p->dl.dl_boosted = 0;
3610                 if (oldprio < prio)
3611                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3612                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3613         } else {
3614                 if (dl_prio(oldprio))
3615                         p->dl.dl_boosted = 0;
3616                 if (rt_prio(oldprio))
3617                         p->rt.timeout = 0;
3618                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3619         }
3620
3621         p->prio = prio;
3622
3623         if (running)
3624                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3625         if (queued)
3626                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3627
3628         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3629 out_unlock:
3630         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3631         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3632
3633         balance_callback(rq);
3634         preempt_enable();
3635 }
3636 #endif
3637
3638 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3639 {
3640         int old_prio, delta, queued;
3641         struct rq_flags rf;
3642         struct rq *rq;
3643
3644         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3645                 return;
3646         /*
3647          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3648          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3649          */
3650         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3651         /*
3652          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3653          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3654          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3655          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3656          */
3657         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3658                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3659                 goto out_unlock;
3660         }
3661         queued = task_on_rq_queued(p);
3662         if (queued)
3663                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
3664
3665         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3666         set_load_weight(p);
3667         old_prio = p->prio;
3668         p->prio = effective_prio(p);
3669         delta = p->prio - old_prio;
3670
3671         if (queued) {
3672                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
3673                 /*
3674                  * If the task increased its priority or is running and
3675                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3676                  */
3677                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3678                         resched_curr(rq);
3679         }
3680 out_unlock:
3681         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3682 }
3683 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3684
3685 /*
3686  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3687  * @p: task
3688  * @nice: nice value
3689  */
3690 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3691 {
3692         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3693         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3694
3695         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3696                 capable(CAP_SYS_NICE));
3697 }
3698
3699 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3700
3701 /*
3702  * sys_nice - change the priority of the current process.
3703  * @increment: priority increment
3704  *
3705  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3706  * does similar things.
3707  */
3708 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3709 {
3710         long nice, retval;
3711
3712         /*
3713          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3714          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3715          * and we have a single winner.
3716          */
3717         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3718         nice = task_nice(current) + increment;
3719
3720         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3721         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3722                 return -EPERM;
3723
3724         retval = security_task_setnice(current, nice);
3725         if (retval)
3726                 return retval;
3727
3728         set_user_nice(current, nice);
3729         return 0;
3730 }
3731
3732 #endif
3733
3734 /**
3735  * task_prio - return the priority value of a given task.
3736  * @p: the task in question.
3737  *
3738  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3739  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3740  * around 0, value goes from -16 to +15.
3741  */
3742 int task_prio(const struct task_struct *p)
3743 {
3744         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3745 }
3746
3747 /**
3748  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3749  * @cpu: the processor in question.
3750  *
3751  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3752  */
3753 int idle_cpu(int cpu)
3754 {
3755         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3756
3757         if (rq->curr != rq->idle)
3758                 return 0;
3759
3760         if (rq->nr_running)
3761                 return 0;
3762
3763 #ifdef CONFIG_SMP
3764         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3765                 return 0;
3766 #endif
3767
3768         return 1;
3769 }
3770
3771 /**
3772  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3773  * @cpu: the processor in question.
3774  *
3775  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3776  */
3777 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3778 {
3779         return cpu_rq(cpu)->idle;
3780 }
3781
3782 /**
3783  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3784  * @pid: the pid in question.
3785  *
3786  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3787  */
3788 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3789 {
3790         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3791 }
3792
3793 /*
3794  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3795  * SCHED_DEADLINE task.
3796  *
3797  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3798  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3799  * for the first time with its new policy.
3800  */
3801 static void
3802 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3803 {
3804         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3805
3806         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3807         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3808         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3809         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3810         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3811
3812         /*
3813          * Changing the parameters of a task is 'tricky' and we're not doing
3814          * the correct thing -- also see task_dead_dl() and switched_from_dl().
3815          *
3816          * What we SHOULD do is delay the bandwidth release until the 0-lag
3817          * point. This would include retaining the task_struct until that time
3818          * and change dl_overflow() to not immediately decrement the current
3819          * amount.
3820          *
3821          * Instead we retain the current runtime/deadline and let the new
3822          * parameters take effect after the current reservation period lapses.
3823          * This is safe (albeit pessimistic) because the 0-lag point is always
3824          * before the current scheduling deadline.
3825          *
3826          * We can still have temporary overloads because we do not delay the
3827          * change in bandwidth until that time; so admission control is
3828          * not on the safe side. It does however guarantee tasks will never
3829          * consume more than promised.
3830          */
3831 }
3832
3833 /*
3834  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3835  * it calls know not to change it.
3836  */
3837 #define SETPARAM_POLICY -1
3838
3839 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3840                 const struct sched_attr *attr)
3841 {
3842         int policy = attr->sched_policy;
3843
3844         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3845                 policy = p->policy;
3846
3847         p->policy = policy;
3848
3849         if (dl_policy(policy))
3850                 __setparam_dl(p, attr);
3851         else if (fair_policy(policy))
3852                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3853
3854         /*
3855          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3856          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3857          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3858          */
3859         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3860         p->normal_prio = normal_prio(p);
3861         set_load_weight(p);
3862 }
3863
3864 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3865 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3866                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
3867 {
3868         __setscheduler_params(p, attr);
3869
3870         /*
3871          * Keep a potential priority boosting if called from
3872          * sched_setscheduler().
3873          */
3874         if (keep_boost)
3875                 p->prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, normal_prio(p));
3876         else
3877                 p->prio = normal_prio(p);
3878
3879         if (dl_prio(p->prio))
3880                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3881         else if (rt_prio(p->prio))
3882                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3883         else
3884                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3885 }
3886
3887 static void
3888 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3889 {
3890         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3891
3892         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3893         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3894         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3895         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3896         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3897 }
3898
3899 /*
3900  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3901  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3902  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3903  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3904  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3905  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3906  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3907  * sched_period, as the latter can be zero).
3908  */
3909 static bool
3910 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3911 {
3912         /* deadline != 0 */
3913         if (attr->sched_deadline == 0)
3914                 return false;
3915
3916         /*
3917          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3918          * that big.
3919          */
3920         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3921                 return false;
3922
3923         /*
3924          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3925          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3926          */
3927         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3928             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3929                 return false;
3930
3931         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3932         if ((attr->sched_period != 0 &&
3933              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3934             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3935                 return false;
3936
3937         return true;
3938 }
3939
3940 /*
3941  * check the target process has a UID that matches the current process's
3942  */
3943 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3944 {
3945         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3946         bool match;
3947
3948         rcu_read_lock();
3949         pcred = __task_cred(p);
3950         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3951                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3952         rcu_read_unlock();
3953         return match;
3954 }
3955
3956 static bool dl_param_changed(struct task_struct *p,
3957                 const struct sched_attr *attr)
3958 {
3959         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3960
3961         if (dl_se->dl_runtime != attr->sched_runtime ||
3962                 dl_se->dl_deadline != attr->sched_deadline ||
3963                 dl_se->dl_period != attr->sched_period ||
3964                 dl_se->flags != attr->sched_flags)
3965                 return true;
3966
3967         return false;
3968 }
3969
3970 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3971                                 const struct sched_attr *attr,
3972                                 bool user, bool pi)
3973 {
3974         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3975                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3976         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
3977         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
3978         const struct sched_class *prev_class;
3979         struct rq_flags rf;
3980         int reset_on_fork;
3981         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE;
3982         struct rq *rq;
3983
3984         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3985         BUG_ON(in_interrupt());
3986 recheck:
3987         /* double check policy once rq lock held */
3988         if (policy < 0) {
3989                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3990                 policy = oldpolicy = p->policy;
3991         } else {
3992                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3993
3994                 if (!valid_policy(policy))
3995                         return -EINVAL;
3996         }
3997
3998         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
3999                 return -EINVAL;
4000
4001         /*
4002          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4003          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4004          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4005          */
4006         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4007             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4008                 return -EINVAL;
4009         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4010             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4011                 return -EINVAL;
4012
4013         /*
4014          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4015          */
4016         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4017                 if (fair_policy(policy)) {
4018                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4019                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4020                                 return -EPERM;
4021                 }
4022
4023                 if (rt_policy(policy)) {
4024                         unsigned long rlim_rtprio =
4025                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4026
4027                         /* can't set/change the rt policy */
4028                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4029                                 return -EPERM;
4030
4031                         /* can't increase priority */
4032                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4033                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4034                                 return -EPERM;
4035                 }
4036
4037                  /*
4038                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4039                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4040                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4041                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4042                   */
4043                 if (dl_policy(policy))
4044                         return -EPERM;
4045
4046                 /*
4047                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4048                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4049                  */
4050                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4051                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4052                                 return -EPERM;
4053                 }
4054
4055                 /* can't change other user's priorities */
4056                 if (!check_same_owner(p))
4057                         return -EPERM;
4058
4059                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
4060                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4061                         return -EPERM;
4062         }
4063
4064         if (user) {
4065                 retval = security_task_setscheduler(p);
4066                 if (retval)
4067                         return retval;
4068         }
4069
4070         /*
4071          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4072          * changing the priority of the task:
4073          *
4074          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4075          * runqueue lock must be held.
4076          */
4077         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4078
4079         /*
4080          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
4081          */
4082         if (p == rq->stop) {
4083                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4084                 return -EINVAL;
4085         }
4086
4087         /*
4088          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4089          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4090          */
4091         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4092                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4093                         goto change;
4094                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4095                         goto change;
4096                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4097                         goto change;
4098
4099                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4100                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4101                 return 0;
4102         }
4103 change:
4104
4105         if (user) {
4106 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4107                 /*
4108                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4109                  * assigned.
4110                  */
4111                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4112                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4113                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4114                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4115                         return -EPERM;
4116                 }
4117 #endif
4118 #ifdef CONFIG_SMP
4119                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy)) {
4120                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4121
4122                         /*
4123                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4124                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4125                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4126                          */
4127                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4128                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4129                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4130                                 return -EPERM;
4131                         }
4132                 }
4133 #endif
4134         }
4135
4136         /* recheck policy now with rq lock held */
4137         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4138                 policy = oldpolicy = -1;
4139                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4140                 goto recheck;
4141         }
4142
4143         /*
4144          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4145          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4146          * is available.
4147          */
4148         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && dl_overflow(p, policy, attr)) {
4149                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4150                 return -EBUSY;
4151         }
4152
4153         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4154         oldprio = p->prio;
4155
4156         if (pi) {
4157                 /*
4158                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4159                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4160                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4161                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4162                  * itself.
4163                  */
4164                 new_effective_prio = rt_mutex_get_effective_prio(p, newprio);
4165                 if (new_effective_prio == oldprio)
4166                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4167         }
4168
4169         queued = task_on_rq_queued(p);
4170         running = task_current(rq, p);
4171         if (queued)
4172                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4173         if (running)
4174                 put_prev_task(rq, p);
4175
4176         prev_class = p->sched_class;
4177         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4178
4179         if (running)
4180                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4181         if (queued) {
4182                 /*
4183                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4184                  * increased (user space view).
4185                  */
4186                 if (oldprio < p->prio)
4187                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4188
4189                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4190         }
4191
4192         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4193         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
4194         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4195
4196         if (pi)
4197                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4198
4199         /*
4200          * Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain.
4201          */
4202         balance_callback(rq);
4203         preempt_enable();
4204
4205         return 0;
4206 }
4207
4208 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4209                                const struct sched_param *param, bool check)
4210 {
4211         struct sched_attr attr = {
4212                 .sched_policy   = policy,
4213                 .sched_priority = param->sched_priority,
4214                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4215         };
4216
4217         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4218         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4219                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4220                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4221                 attr.sched_policy = policy;
4222         }
4223
4224         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4225 }
4226 /**
4227  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4228  * @p: the task in question.
4229  * @policy: new policy.
4230  * @param: structure containing the new RT priority.
4231  *
4232  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4233  *
4234  * NOTE that the task may be already dead.
4235  */
4236 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4237                        const struct sched_param *param)
4238 {
4239         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4240 }
4241 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4242
4243 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4244 {
4245         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4246 }
4247 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4248
4249 /**
4250  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4251  * @p: the task in question.
4252  * @policy: new policy.
4253  * @param: structure containing the new RT priority.
4254  *
4255  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4256  * current context has permission.  For example, this is needed in
4257  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4258  * but our caller might not have that capability.
4259  *
4260  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4261  */
4262 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4263                                const struct sched_param *param)
4264 {
4265         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4266 }
4267 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4268
4269 static int
4270 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4271 {
4272         struct sched_param lparam;
4273         struct task_struct *p;
4274         int retval;
4275
4276         if (!param || pid < 0)
4277                 return -EINVAL;
4278         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4279                 return -EFAULT;
4280
4281         rcu_read_lock();
4282         retval = -ESRCH;
4283         p = find_process_by_pid(pid);
4284         if (p != NULL)
4285                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4286         rcu_read_unlock();
4287
4288         return retval;
4289 }
4290
4291 /*
4292  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4293  */
4294 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4295                            struct sched_attr *attr)
4296 {
4297         u32 size;
4298         int ret;
4299
4300         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4301                 return -EFAULT;
4302
4303         /*
4304          * zero the full structure, so that a short copy will be nice.
4305          */
4306         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4307
4308         ret = get_user(size, &uattr->size);
4309         if (ret)
4310                 return ret;
4311
4312         if (size > PAGE_SIZE)   /* silly large */
4313                 goto err_size;
4314
4315         if (!size)              /* abi compat */
4316                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4317
4318         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4319                 goto err_size;
4320
4321         /*
4322          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4323          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4324          * user-space does not rely on any kernel feature
4325          * extensions we dont know about yet.
4326          */
4327         if (size > sizeof(*attr)) {
4328                 unsigned char __user *addr;
4329                 unsigned char __user *end;
4330                 unsigned char val;
4331
4332                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4333                 end  = (void __user *)uattr + size;
4334
4335                 for (; addr < end; addr++) {
4336                         ret = get_user(val, addr);
4337                         if (ret)
4338                                 return ret;
4339                         if (val)
4340                                 goto err_size;
4341                 }
4342                 size = sizeof(*attr);
4343         }
4344
4345         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4346         if (ret)
4347                 return -EFAULT;
4348
4349         /*
4350          * XXX: do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4351          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4352          */
4353         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4354
4355         return 0;
4356
4357 err_size:
4358         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4359         return -E2BIG;
4360 }
4361
4362 /**
4363  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4364  * @pid: the pid in question.
4365  * @policy: new policy.
4366  * @param: structure containing the new RT priority.
4367  *
4368  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4369  */
4370 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
4371                 struct sched_param __user *, param)
4372 {
4373         /* negative values for policy are not valid */
4374         if (policy < 0)
4375                 return -EINVAL;
4376
4377         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4378 }
4379
4380 /**
4381  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4382  * @pid: the pid in question.
4383  * @param: structure containing the new RT priority.
4384  *
4385  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4386  */
4387 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4388 {
4389         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4390 }
4391
4392 /**
4393  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4394  * @pid: the pid in question.
4395  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4396  * @flags: for future extension.
4397  */
4398 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4399                                unsigned int, flags)
4400 {
4401         struct sched_attr attr;
4402         struct task_struct *p;
4403         int retval;
4404
4405         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4406                 return -EINVAL;
4407
4408         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4409         if (retval)
4410                 return retval;
4411
4412         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4413                 return -EINVAL;
4414
4415         rcu_read_lock();
4416         retval = -ESRCH;
4417         p = find_process_by_pid(pid);
4418         if (p != NULL)
4419                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4420         rcu_read_unlock();
4421
4422         return retval;
4423 }
4424
4425 /**
4426  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4427  * @pid: the pid in question.
4428  *
4429  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4430  * code.
4431  */
4432 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4433 {
4434         struct task_struct *p;
4435         int retval;
4436
4437         if (pid < 0)
4438                 return -EINVAL;
4439
4440         retval = -ESRCH;
4441         rcu_read_lock();
4442         p = find_process_by_pid(pid);
4443         if (p) {
4444                 retval = security_task_getscheduler(p);
4445                 if (!retval)
4446                         retval = p->policy
4447                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4448         }
4449         rcu_read_unlock();
4450         return retval;
4451 }
4452
4453 /**
4454  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4455  * @pid: the pid in question.
4456  * @param: structure containing the RT priority.
4457  *
4458  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4459  * code.
4460  */
4461 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4462 {
4463         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4464         struct task_struct *p;
4465         int retval;
4466
4467         if (!param || pid < 0)
4468                 return -EINVAL;
4469
4470         rcu_read_lock();
4471         p = find_process_by_pid(pid);
4472         retval = -ESRCH;
4473         if (!p)
4474                 goto out_unlock;
4475
4476         retval = security_task_getscheduler(p);
4477         if (retval)
4478                 goto out_unlock;
4479
4480         if (task_has_rt_policy(p))
4481                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4482         rcu_read_unlock();
4483
4484         /*
4485          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4486          */
4487         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4488
4489         return retval;
4490
4491 out_unlock:
4492         rcu_read_unlock();
4493         return retval;
4494 }
4495
4496 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4497                            struct sched_attr *attr,
4498                            unsigned int usize)
4499 {
4500         int ret;
4501
4502         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4503                 return -EFAULT;
4504
4505         /*
4506          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4507          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4508          * user-space does not get uncomplete information.
4509          */
4510         if (usize < sizeof(*attr)) {
4511                 unsigned char *addr;
4512                 unsigned char *end;
4513
4514                 addr = (void *)attr + usize;
4515                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4516
4517                 for (; addr < end; addr++) {
4518                         if (*addr)
4519                                 return -EFBIG;
4520                 }
4521
4522                 attr->size = usize;
4523         }
4524
4525         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4526         if (ret)
4527                 return -EFAULT;
4528
4529         return 0;
4530 }
4531
4532 /**
4533  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4534  * @pid: the pid in question.
4535  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4536  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4537  * @flags: for future extension.
4538  */
4539 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4540                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4541 {
4542         struct sched_attr attr = {
4543                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4544         };
4545         struct task_struct *p;
4546         int retval;
4547
4548         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4549             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4550                 return -EINVAL;
4551
4552         rcu_read_lock();
4553         p = find_process_by_pid(pid);
4554         retval = -ESRCH;
4555         if (!p)
4556                 goto out_unlock;
4557
4558         retval = security_task_getscheduler(p);
4559         if (retval)
4560                 goto out_unlock;
4561
4562         attr.sched_policy = p->policy;
4563         if (p->sched_reset_on_fork)
4564                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4565         if (task_has_dl_policy(p))
4566                 __getparam_dl(p, &attr);
4567         else if (task_has_rt_policy(p))
4568                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4569         else
4570                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4571
4572         rcu_read_unlock();
4573
4574         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4575         return retval;
4576
4577 out_unlock:
4578         rcu_read_unlock();
4579         return retval;
4580 }
4581
4582 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4583 {
4584         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4585         struct task_struct *p;
4586         int retval;
4587
4588         rcu_read_lock();
4589
4590         p = find_process_by_pid(pid);
4591         if (!p) {
4592                 rcu_read_unlock();
4593                 return -ESRCH;
4594         }
4595
4596         /* Prevent p going away */
4597         get_task_struct(p);
4598         rcu_read_unlock();
4599
4600         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4601                 retval = -EINVAL;
4602                 goto out_put_task;
4603         }
4604         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4605                 retval = -ENOMEM;
4606                 goto out_put_task;
4607         }
4608         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4609                 retval = -ENOMEM;
4610                 goto out_free_cpus_allowed;
4611         }
4612         retval = -EPERM;
4613         if (!check_same_owner(p)) {
4614                 rcu_read_lock();
4615                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4616                         rcu_read_unlock();
4617                         goto out_free_new_mask;
4618                 }
4619                 rcu_read_unlock();
4620         }
4621
4622         retval = security_task_setscheduler(p);
4623         if (retval)
4624                 goto out_free_new_mask;
4625
4626
4627         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4628         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4629
4630         /*
4631          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4632          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4633          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4634          * root_domain.
4635          */
4636 #ifdef CONFIG_SMP
4637         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4638                 rcu_read_lock();
4639                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4640                         retval = -EBUSY;
4641                         rcu_read_unlock();
4642                         goto out_free_new_mask;
4643                 }
4644                 rcu_read_unlock();
4645         }
4646 #endif
4647 again:
4648         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4649
4650         if (!retval) {
4651                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4652                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4653                         /*
4654                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4655                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4656                          * cpuset's cpus_allowed
4657                          */
4658                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4659                         goto again;
4660                 }
4661         }
4662 out_free_new_mask:
4663         free_cpumask_var(new_mask);
4664 out_free_cpus_allowed:
4665         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4666 out_put_task:
4667         put_task_struct(p);
4668         return retval;
4669 }
4670
4671 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4672                              struct cpumask *new_mask)
4673 {
4674         if (len < cpumask_size())
4675                 cpumask_clear(new_mask);
4676         else if (len > cpumask_size())
4677                 len = cpumask_size();
4678
4679         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4680 }
4681
4682 /**
4683  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4684  * @pid: pid of the process
4685  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4686  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4687  *
4688  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4689  */
4690 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4691                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4692 {
4693         cpumask_var_t new_mask;
4694         int retval;
4695
4696         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4697                 return -ENOMEM;
4698
4699         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4700         if (retval == 0)
4701                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4702         free_cpumask_var(new_mask);
4703         return retval;
4704 }
4705
4706 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4707 {
4708         struct task_struct *p;
4709         unsigned long flags;
4710         int retval;
4711
4712         rcu_read_lock();
4713
4714         retval = -ESRCH;
4715         p = find_process_by_pid(pid);
4716         if (!p)
4717                 goto out_unlock;
4718
4719         retval = security_task_getscheduler(p);
4720         if (retval)
4721                 goto out_unlock;
4722
4723         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4724         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4725         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4726
4727 out_unlock:
4728         rcu_read_unlock();
4729
4730         return retval;
4731 }
4732
4733 /**
4734  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4735  * @pid: pid of the process
4736  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4737  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4738  *
4739  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4740  */
4741 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4742                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4743 {
4744         int ret;
4745         cpumask_var_t mask;
4746
4747         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4748                 return -EINVAL;
4749         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4750                 return -EINVAL;
4751
4752         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4753                 return -ENOMEM;
4754
4755         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4756         if (ret == 0) {
4757                 size_t retlen = min_t(size_t, len, cpumask_size());
4758
4759                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4760                         ret = -EFAULT;
4761                 else
4762                         ret = retlen;
4763         }
4764         free_cpumask_var(mask);
4765
4766         return ret;
4767 }
4768
4769 /**
4770  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4771  *
4772  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4773  * other threads running on this CPU then this function will return.
4774  *
4775  * Return: 0.
4776  */
4777 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4778 {
4779         struct rq *rq = this_rq_lock();
4780
4781         schedstat_inc(rq, yld_count);
4782         current->sched_class->yield_task(rq);
4783
4784         /*
4785          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4786          * no need to preempt or enable interrupts:
4787          */
4788         __release(rq->lock);
4789         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4790         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
4791         sched_preempt_enable_no_resched();
4792
4793         schedule();
4794
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 int __sched _cond_resched(void)
4799 {
4800         if (should_resched(0)) {
4801                 preempt_schedule_common();
4802                 return 1;
4803         }
4804         return 0;
4805 }
4806 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4807
4808 /*
4809  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4810  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4811  *
4812  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4813  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4814  * spin_unlock(), once by hand).
4815  */
4816 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4817 {
4818         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4819         int ret = 0;
4820
4821         lockdep_assert_held(lock);
4822
4823         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4824                 spin_unlock(lock);
4825                 if (resched)
4826                         preempt_schedule_common();
4827                 else
4828                         cpu_relax();
4829                 ret = 1;
4830                 spin_lock(lock);
4831         }
4832         return ret;
4833 }
4834 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
4835
4836 int __sched __cond_resched_softirq(void)
4837 {
4838         BUG_ON(!in_softirq());
4839
4840         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
4841                 local_bh_enable();
4842                 preempt_schedule_common();
4843                 local_bh_disable();
4844                 return 1;
4845         }
4846         return 0;
4847 }
4848 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
4849
4850 /**
4851  * yield - yield the current processor to other threads.
4852  *
4853  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
4854  *
4855  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
4856  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
4857  * it, its already broken.
4858  *
4859  * Typical broken usage is:
4860  *
4861  * while (!event)
4862  *      yield();
4863  *
4864  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
4865  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
4866  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
4867  *
4868  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
4869  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
4870  * If you still want to use yield(), do not!
4871  */
4872 void __sched yield(void)
4873 {
4874         set_current_state(TASK_RUNNING);
4875         sys_sched_yield();
4876 }
4877 EXPORT_SYMBOL(yield);
4878
4879 /**
4880  * yield_to - yield the current processor to another thread in
4881  * your thread group, or accelerate that thread toward the
4882  * processor it's on.
4883  * @p: target task
4884  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
4885  *
4886  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
4887  * can't go away on us before we can do any checks.
4888  *
4889  * Return:
4890  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
4891  *      false (0) if we failed to boost the target.
4892  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
4893  */
4894 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
4895 {
4896         struct task_struct *curr = current;
4897         struct rq *rq, *p_rq;
4898         unsigned long flags;
4899         int yielded = 0;
4900
4901         local_irq_save(flags);
4902         rq = this_rq();
4903
4904 again:
4905         p_rq = task_rq(p);
4906         /*
4907          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
4908          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
4909          */
4910         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
4911                 yielded = -ESRCH;
4912                 goto out_irq;
4913         }
4914
4915         double_rq_lock(rq, p_rq);
4916         if (task_rq(p) != p_rq) {
4917                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
4918                 goto again;
4919         }
4920
4921         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
4922                 goto out_unlock;
4923
4924         if (curr->sched_class != p->sched_class)
4925                 goto out_unlock;
4926
4927         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
4928                 goto out_unlock;
4929
4930         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
4931         if (yielded) {
4932                 schedstat_inc(rq, yld_count);
4933                 /*
4934                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
4935                  * fairness.
4936                  */
4937                 if (preempt && rq != p_rq)
4938                         resched_curr(p_rq);
4939         }
4940
4941 out_unlock:
4942         double_rq_unlock(rq, p_rq);
4943 out_irq:
4944         local_irq_restore(flags);
4945
4946         if (yielded > 0)
4947                 schedule();
4948
4949         return yielded;
4950 }
4951 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
4952
4953 /*
4954  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4955  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4956  */
4957 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
4958 {
4959         int old_iowait = current->in_iowait;
4960         struct rq *rq;
4961         long ret;
4962
4963         current->in_iowait = 1;
4964         blk_schedule_flush_plug(current);
4965
4966         delayacct_blkio_start();
4967         rq = raw_rq();
4968         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4969         ret = schedule_timeout(timeout);
4970         current->in_iowait = old_iowait;
4971         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
4972         delayacct_blkio_end();
4973
4974         return ret;
4975 }
4976 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
4977
4978 /**
4979  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
4980  * @policy: scheduling class.
4981  *
4982  * Return: On success, this syscall returns the maximum
4983  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
4984  * On failure, a negative error code is returned.
4985  */
4986 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
4987 {
4988         int ret = -EINVAL;
4989
4990         switch (policy) {
4991         case SCHED_FIFO:
4992         case SCHED_RR:
4993                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
4994                 break;
4995         case SCHED_DEADLINE:
4996         case SCHED_NORMAL:
4997         case SCHED_BATCH:
4998         case SCHED_IDLE:
4999                 ret = 0;
5000                 break;
5001         }
5002         return ret;
5003 }
5004
5005 /**
5006  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5007  * @policy: scheduling class.
5008  *
5009  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5010  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5011  * On failure, a negative error code is returned.
5012  */
5013 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5014 {
5015         int ret = -EINVAL;
5016
5017         switch (policy) {
5018         case SCHED_FIFO:
5019         case SCHED_RR:
5020                 ret = 1;
5021                 break;
5022         case SCHED_DEADLINE:
5023         case SCHED_NORMAL:
5024         case SCHED_BATCH:
5025         case SCHED_IDLE:
5026                 ret = 0;
5027         }
5028         return ret;
5029 }
5030
5031 /**
5032  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5033  * @pid: pid of the process.
5034  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5035  *
5036  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5037  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5038  *
5039  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5040  * an error code.
5041  */
5042 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5043                 struct timespec __user *, interval)
5044 {
5045         struct task_struct *p;
5046         unsigned int time_slice;
5047         struct rq_flags rf;
5048         struct timespec t;
5049         struct rq *rq;
5050         int retval;
5051
5052         if (pid < 0)
5053                 return -EINVAL;
5054
5055         retval = -ESRCH;
5056         rcu_read_lock();
5057         p = find_process_by_pid(pid);
5058         if (!p)
5059                 goto out_unlock;
5060
5061         retval = security_task_getscheduler(p);
5062         if (retval)
5063                 goto out_unlock;
5064
5065         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5066         time_slice = 0;
5067         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5068                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5069         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5070
5071         rcu_read_unlock();
5072         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5073         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5074         return retval;
5075
5076 out_unlock:
5077         rcu_read_unlock();
5078         return retval;
5079 }
5080
5081 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5082
5083 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5084 {
5085         unsigned long free = 0;
5086         int ppid;
5087         unsigned long state = p->state;
5088
5089         if (state)
5090                 state = __ffs(state) + 1;
5091         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm,
5092                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5093 #if BITS_PER_LONG == 32
5094         if (state == TASK_RUNNING)
5095                 printk(KERN_CONT " running  ");
5096         else
5097                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5098 #else
5099         if (state == TASK_RUNNING)
5100                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5101         else
5102                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5103 #endif
5104 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5105         free = stack_not_used(p);
5106 #endif
5107         ppid = 0;
5108         rcu_read_lock();
5109         if (pid_alive(p))
5110                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5111         rcu_read_unlock();
5112         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5113                 task_pid_nr(p), ppid,
5114                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5115
5116         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5117         show_stack(p, NULL);
5118 }
5119
5120 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5121 {
5122         struct task_struct *g, *p;
5123
5124 #if BITS_PER_LONG == 32
5125         printk(KERN_INFO
5126                 "  task                PC stack   pid father\n");
5127 #else
5128         printk(KERN_INFO
5129                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5130 #endif
5131         rcu_read_lock();
5132         for_each_process_thread(g, p) {
5133                 /*
5134                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5135                  * console might take a lot of time:
5136                  */
5137                 touch_nmi_watchdog();
5138                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5139                         sched_show_task(p);
5140         }
5141
5142         touch_all_softlockup_watchdogs();
5143
5144 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5145         if (!state_filter)
5146                 sysrq_sched_debug_show();
5147 #endif
5148         rcu_read_unlock();
5149         /*
5150          * Only show locks if all tasks are dumped:
5151          */
5152         if (!state_filter)
5153                 debug_show_all_locks();
5154 }
5155
5156 void init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5157 {
5158         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5159 }
5160
5161 /**
5162  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5163  * @idle: task in question
5164  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5165  *
5166  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5167  * flag, to make booting more robust.
5168  */
5169 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5170 {
5171         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5172         unsigned long flags;
5173
5174         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5175         raw_spin_lock(&rq->lock);
5176
5177         __sched_fork(0, idle);
5178         idle->state = TASK_RUNNING;
5179         idle->se.exec_start = sched_clock();
5180
5181         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5182
5183 #ifdef CONFIG_SMP
5184         /*
5185          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5186          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5187          *
5188          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5189          */
5190         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5191 #endif
5192         /*
5193          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5194          * holding rq->lock, the cpu isn't yet set to this cpu so the
5195          * lockdep check in task_group() will fail.
5196          *
5197          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5198          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5199          *
5200          * Silence PROVE_RCU
5201          */
5202         rcu_read_lock();
5203         __set_task_cpu(idle, cpu);
5204         rcu_read_unlock();
5205
5206         rq->curr = rq->idle = idle;
5207         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5208 #ifdef CONFIG_SMP
5209         idle->on_cpu = 1;
5210 #endif
5211         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5212         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5213
5214         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5215         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5216
5217         /*
5218          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5219          */
5220         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5221         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5222         vtime_init_idle(idle, cpu);
5223 #ifdef CONFIG_SMP
5224         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5225 #endif
5226 }
5227
5228 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5229                               const struct cpumask *trial)
5230 {
5231         int ret = 1, trial_cpus;
5232         struct dl_bw *cur_dl_b;
5233         unsigned long flags;
5234
5235         if (!cpumask_weight(cur))
5236                 return ret;
5237
5238         rcu_read_lock_sched();
5239         cur_dl_b = dl_bw_of(cpumask_any(cur));
5240         trial_cpus = cpumask_weight(trial);
5241
5242         raw_spin_lock_irqsave(&cur_dl_b->lock, flags);
5243         if (cur_dl_b->bw != -1 &&
5244             cur_dl_b->bw * trial_cpus < cur_dl_b->total_bw)
5245                 ret = 0;
5246         raw_spin_unlock_irqrestore(&cur_dl_b->lock, flags);
5247         rcu_read_unlock_sched();
5248
5249         return ret;
5250 }
5251
5252 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5253                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5254 {
5255         int ret = 0;
5256
5257         /*
5258          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5259          * to a new cpuset; we don't want to change their cpu
5260          * affinity and isolating such threads by their set of
5261          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5262          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5263          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5264          * before cpus_allowed may be changed.
5265          */
5266         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5267                 ret = -EINVAL;
5268                 goto out;
5269         }
5270
5271 #ifdef CONFIG_SMP
5272         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5273                                               cs_cpus_allowed)) {
5274                 unsigned int dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask,
5275                                                         cs_cpus_allowed);
5276                 struct dl_bw *dl_b;
5277                 bool overflow;
5278                 int cpus;
5279                 unsigned long flags;
5280
5281                 rcu_read_lock_sched();
5282                 dl_b = dl_bw_of(dest_cpu);
5283                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
5284                 cpus = dl_bw_cpus(dest_cpu);
5285                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, p->dl.dl_bw);
5286                 if (overflow)
5287                         ret = -EBUSY;
5288                 else {
5289                         /*
5290                          * We reserve space for this task in the destination
5291                          * root_domain, as we can't fail after this point.
5292                          * We will free resources in the source root_domain
5293                          * later on (see set_cpus_allowed_dl()).
5294                          */
5295                         __dl_add(dl_b, p->dl.dl_bw);
5296                 }
5297                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
5298                 rcu_read_unlock_sched();
5299
5300         }
5301 #endif
5302 out:
5303         return ret;
5304 }
5305
5306 #ifdef CONFIG_SMP
5307
5308 static bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5309
5310 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5311 /* Migrate current task p to target_cpu */
5312 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5313 {
5314         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5315         int curr_cpu = task_cpu(p);
5316
5317         if (curr_cpu == target_cpu)
5318                 return 0;
5319
5320         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
5321                 return -EINVAL;
5322
5323         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5324
5325         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5326         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5327 }
5328
5329 /*
5330  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5331  * tasks on the runqueues
5332  */
5333 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5334 {
5335         bool queued, running;
5336         struct rq_flags rf;
5337         struct rq *rq;
5338
5339         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5340         queued = task_on_rq_queued(p);
5341         running = task_current(rq, p);
5342
5343         if (queued)
5344                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5345         if (running)
5346                 put_prev_task(rq, p);
5347
5348         p->numa_preferred_nid = nid;
5349
5350         if (running)
5351                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5352         if (queued)
5353                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE);
5354         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5355 }
5356 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5357
5358 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5359 /*
5360  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5361  * offline.
5362  */
5363 void idle_task_exit(void)
5364 {
5365         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5366
5367         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5368
5369         if (mm != &init_mm) {
5370                 switch_mm_irqs_off(mm, &init_mm, current);
5371                 finish_arch_post_lock_switch();
5372         }
5373         mmdrop(mm);
5374 }
5375
5376 /*
5377  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5378  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5379  * nr_active count is stable.
5380  *
5381  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5382  */
5383 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5384 {
5385         long delta = calc_load_fold_active(rq);
5386         if (delta)
5387                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5388 }
5389
5390 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5391 {
5392 }
5393
5394 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5395         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5396 };
5397
5398 static struct task_struct fake_task = {
5399         /*
5400          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5401          */
5402         .prio = MAX_PRIO + 1,
5403         .sched_class = &fake_sched_class,
5404 };
5405
5406 /*
5407  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5408  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5409  *
5410  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5411  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5412  * because of lock validation efforts.
5413  */
5414 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq)
5415 {
5416         struct rq *rq = dead_rq;
5417         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5418         struct pin_cookie cookie;
5419         int dest_cpu;
5420
5421         /*
5422          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5423          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5424          *
5425          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5426          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5427          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5428          * done here.
5429          */
5430         rq->stop = NULL;
5431
5432         /*
5433          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5434          * class method both need to have an up-to-date
5435          * value of rq->clock[_task]
5436          */
5437         update_rq_clock(rq);
5438
5439         for (;;) {
5440                 /*
5441                  * There's this thread running, bail when that's the only
5442                  * remaining thread.
5443                  */
5444                 if (rq->nr_running == 1)
5445                         break;
5446
5447                 /*
5448                  * pick_next_task assumes pinned rq->lock.
5449                  */
5450                 cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
5451                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, cookie);
5452                 BUG_ON(!next);
5453                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
5454
5455                 /*
5456                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5457                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5458                  * stabilizes the mask.
5459                  *
5460                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5461                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5462                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5463                  */
5464                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock, cookie);
5465                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
5466                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5467                 raw_spin_lock(&rq->lock);
5468
5469                 /*
5470                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5471                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5472                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5473                  */
5474                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5475                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5476                         continue;
5477                 }
5478
5479                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5480                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5481
5482                 rq = __migrate_task(rq, next, dest_cpu);
5483                 if (rq != dead_rq) {
5484                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5485                         rq = dead_rq;
5486                         raw_spin_lock(&rq->lock);
5487                 }
5488                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5489         }
5490
5491         rq->stop = stop;
5492 }
5493 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5494
5495 static void set_rq_online(struct rq *rq)
5496 {
5497         if (!rq->online) {
5498                 const struct sched_class *class;
5499
5500                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5501                 rq->online = 1;
5502
5503                 for_each_class(class) {
5504                         if (class->rq_online)
5505                                 class->rq_online(rq);
5506                 }
5507         }
5508 }
5509
5510 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
5511 {
5512         if (rq->online) {
5513                 const struct sched_class *class;
5514
5515                 for_each_class(class) {
5516                         if (class->rq_offline)
5517                                 class->rq_offline(rq);
5518                 }
5519
5520                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5521                 rq->online = 0;
5522         }
5523 }
5524
5525 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5526 {
5527         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5528
5529         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5530 }
5531
5532 static cpumask_var_t sched_domains_tmpmask; /* sched_domains_mutex */
5533
5534 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5535
5536 static __read_mostly int sched_debug_enabled;
5537
5538 static int __init sched_debug_setup(char *str)
5539 {
5540         sched_debug_enabled = 1;
5541
5542         return 0;
5543 }
5544 early_param("sched_debug", sched_debug_setup);
5545
5546 static inline bool sched_debug(void)
5547 {
5548         return sched_debug_enabled;
5549 }
5550
5551 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
5552                                   struct cpumask *groupmask)
5553 {
5554         struct sched_group *group = sd->groups;
5555
5556         cpumask_clear(groupmask);
5557
5558         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5559
5560         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5561                 printk("does not load-balance\n");
5562                 if (sd->parent)
5563                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5564                                         " has parent");
5565                 return -1;
5566         }
5567
5568         printk(KERN_CONT "span %*pbl level %s\n",
5569                cpumask_pr_args(sched_domain_span(sd)), sd->name);
5570
5571         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
5572                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5573                                 "CPU%d\n", cpu);
5574         }
5575         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
5576                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5577                                 " CPU%d\n", cpu);
5578         }
5579
5580         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5581         do {
5582                 if (!group) {
5583                         printk("\n");
5584                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5585                         break;
5586                 }
5587
5588                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
5589                         printk(KERN_CONT "\n");
5590                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5591                         break;
5592                 }
5593
5594                 if (!(sd->flags & SD_OVERLAP) &&
5595                     cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
5596                         printk(KERN_CONT "\n");
5597                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5598                         break;
5599                 }
5600
5601                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
5602
5603                 printk(KERN_CONT " %*pbl",
5604                        cpumask_pr_args(sched_group_cpus(group)));
5605                 if (group->sgc->capacity != SCHED_CAPACITY_SCALE) {
5606                         printk(KERN_CONT " (cpu_capacity = %d)",
5607                                 group->sgc->capacity);
5608                 }
5609
5610                 group = group->next;
5611         } while (group != sd->groups);
5612         printk(KERN_CONT "\n");
5613
5614         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
5615                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5616
5617         if (sd->parent &&
5618             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
5619                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5620                         "of domain->span\n");
5621         return 0;
5622 }
5623
5624 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
5625 {
5626         int level = 0;
5627
5628         if (!sched_debug_enabled)
5629                 return;
5630
5631         if (!sd) {
5632                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
5633                 return;
5634         }
5635
5636         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
5637
5638         for (;;) {
5639                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, sched_domains_tmpmask))
5640                         break;
5641                 level++;
5642                 sd = sd->parent;
5643                 if (!sd)
5644                         break;
5645         }
5646 }
5647 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
5648 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
5649 static inline bool sched_debug(void)
5650 {
5651         return false;
5652 }
5653 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5654
5655 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
5656 {
5657         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
5658                 return 1;
5659
5660         /* Following flags need at least 2 groups */
5661         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
5662                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
5663                          SD_BALANCE_FORK |
5664                          SD_BALANCE_EXEC |
5665                          SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5666                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5667                          SD_SHARE_POWERDOMAIN)) {
5668                 if (sd->groups != sd->groups->next)
5669                         return 0;
5670         }
5671
5672         /* Following flags don't use groups */
5673         if (sd->flags & (SD_WAKE_AFFINE))
5674                 return 0;
5675
5676         return 1;
5677 }
5678
5679 static int
5680 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
5681 {
5682         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
5683
5684         if (sd_degenerate(parent))
5685                 return 1;
5686
5687         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
5688                 return 0;
5689
5690         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
5691         if (parent->groups == parent->groups->next) {
5692                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
5693                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
5694                                 SD_BALANCE_FORK |
5695                                 SD_BALANCE_EXEC |
5696                                 SD_SHARE_CPUCAPACITY |
5697                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES |
5698                                 SD_PREFER_SIBLING |
5699                                 SD_SHARE_POWERDOMAIN);
5700                 if (nr_node_ids == 1)
5701                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
5702         }
5703         if (~cflags & pflags)
5704                 return 0;
5705
5706         return 1;
5707 }
5708
5709 static void free_rootdomain(struct rcu_head *rcu)
5710 {
5711         struct root_domain *rd = container_of(rcu, struct root_domain, rcu);
5712
5713         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
5714         cpudl_cleanup(&rd->cpudl);
5715         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5716         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5717         free_cpumask_var(rd->online);
5718         free_cpumask_var(rd->span);
5719         kfree(rd);
5720 }
5721
5722 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
5723 {
5724         struct root_domain *old_rd = NULL;
5725         unsigned long flags;
5726
5727         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5728
5729         if (rq->rd) {
5730                 old_rd = rq->rd;
5731
5732                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
5733                         set_rq_offline(rq);
5734
5735                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
5736
5737                 /*
5738                  * If we dont want to free the old_rd yet then
5739                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
5740                  * in this function:
5741                  */
5742                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
5743                         old_rd = NULL;
5744         }
5745
5746         atomic_inc(&rd->refcount);
5747         rq->rd = rd;
5748
5749         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
5750         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_active_mask))
5751                 set_rq_online(rq);
5752
5753         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5754
5755         if (old_rd)
5756                 call_rcu_sched(&old_rd->rcu, free_rootdomain);
5757 }
5758
5759 static int init_rootdomain(struct root_domain *rd)
5760 {
5761         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
5762
5763         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
5764                 goto out;
5765         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
5766                 goto free_span;
5767         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->dlo_mask, GFP_KERNEL))
5768                 goto free_online;
5769         if (!zalloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
5770                 goto free_dlo_mask;
5771
5772         init_dl_bw(&rd->dl_bw);
5773         if (cpudl_init(&rd->cpudl) != 0)
5774                 goto free_dlo_mask;
5775
5776         if (cpupri_init(&rd->cpupri) != 0)
5777                 goto free_rto_mask;
5778         return 0;
5779
5780 free_rto_mask:
5781         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
5782 free_dlo_mask:
5783         free_cpumask_var(rd->dlo_mask);
5784 free_online:
5785         free_cpumask_var(rd->online);
5786 free_span:
5787         free_cpumask_var(rd->span);
5788 out:
5789         return -ENOMEM;
5790 }
5791
5792 /*
5793  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
5794  * members (mimicking the global state we have today).
5795  */
5796 struct root_domain def_root_domain;
5797
5798 static void init_defrootdomain(void)
5799 {
5800         init_rootdomain(&def_root_domain);
5801
5802         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
5803 }
5804
5805 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
5806 {
5807         struct root_domain *rd;
5808
5809         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
5810         if (!rd)
5811                 return NULL;
5812
5813         if (init_rootdomain(rd) != 0) {
5814                 kfree(rd);
5815                 return NULL;
5816         }
5817
5818         return rd;
5819 }
5820
5821 static void free_sched_groups(struct sched_group *sg, int free_sgc)
5822 {
5823         struct sched_group *tmp, *first;
5824
5825         if (!sg)
5826                 return;
5827
5828         first = sg;
5829         do {
5830                 tmp = sg->next;
5831
5832                 if (free_sgc && atomic_dec_and_test(&sg->sgc->ref))
5833                         kfree(sg->sgc);
5834
5835                 kfree(sg);
5836                 sg = tmp;
5837         } while (sg != first);
5838 }
5839
5840 static void free_sched_domain(struct rcu_head *rcu)
5841 {
5842         struct sched_domain *sd = container_of(rcu, struct sched_domain, rcu);
5843
5844         /*
5845          * If its an overlapping domain it has private groups, iterate and
5846          * nuke them all.
5847          */
5848         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
5849                 free_sched_groups(sd->groups, 1);
5850         } else if (atomic_dec_and_test(&sd->groups->ref)) {
5851                 kfree(sd->groups->sgc);
5852                 kfree(sd->groups);
5853         }
5854         kfree(sd);
5855 }
5856
5857 static void destroy_sched_domain(struct sched_domain *sd, int cpu)
5858 {
5859         call_rcu(&sd->rcu, free_sched_domain);
5860 }
5861
5862 static void destroy_sched_domains(struct sched_domain *sd, int cpu)
5863 {
5864         for (; sd; sd = sd->parent)
5865                 destroy_sched_domain(sd, cpu);
5866 }
5867
5868 /*
5869  * Keep a special pointer to the highest sched_domain that has
5870  * SD_SHARE_PKG_RESOURCE set (Last Level Cache Domain) for this
5871  * allows us to avoid some pointer chasing select_idle_sibling().
5872  *
5873  * Also keep a unique ID per domain (we use the first cpu number in
5874  * the cpumask of the domain), this allows us to quickly tell if
5875  * two cpus are in the same cache domain, see cpus_share_cache().
5876  */
5877 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
5878 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
5879 DEFINE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
5880 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
5881 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
5882 DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
5883
5884 static void update_top_cache_domain(int cpu)
5885 {
5886         struct sched_domain *sd;
5887         struct sched_domain *busy_sd = NULL;
5888         int id = cpu;
5889         int size = 1;
5890
5891         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
5892         if (sd) {
5893                 id = cpumask_first(sched_domain_span(sd));
5894                 size = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
5895                 busy_sd = sd->parent; /* sd_busy */
5896         }
5897         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_busy, cpu), busy_sd);
5898
5899         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_llc, cpu), sd);
5900         per_cpu(sd_llc_size, cpu) = size;
5901         per_cpu(sd_llc_id, cpu) = id;
5902
5903         sd = lowest_flag_domain(cpu, SD_NUMA);
5904         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_numa, cpu), sd);
5905
5906         sd = highest_flag_domain(cpu, SD_ASYM_PACKING);
5907         rcu_assign_pointer(per_cpu(sd_asym, cpu), sd);
5908 }
5909
5910 /*
5911  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
5912  * hold the hotplug lock.
5913  */
5914 static void
5915 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
5916 {
5917         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5918         struct sched_domain *tmp;
5919
5920         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
5921         for (tmp = sd; tmp; ) {
5922                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
5923                 if (!parent)
5924                         break;
5925
5926                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
5927                         tmp->parent = parent->parent;
5928                         if (parent->parent)
5929                                 parent->parent->child = tmp;
5930                         /*
5931                          * Transfer SD_PREFER_SIBLING down in case of a
5932                          * degenerate parent; the spans match for this
5933                          * so the property transfers.
5934                          */
5935                         if (parent->flags & SD_PREFER_SIBLING)
5936                                 tmp->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
5937                         destroy_sched_domain(parent, cpu);
5938                 } else
5939                         tmp = tmp->parent;
5940         }
5941
5942         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
5943                 tmp = sd;
5944                 sd = sd->parent;
5945                 destroy_sched_domain(tmp, cpu);
5946                 if (sd)
5947                         sd->child = NULL;
5948         }
5949
5950         sched_domain_debug(sd, cpu);
5951
5952         rq_attach_root(rq, rd);
5953         tmp = rq->sd;
5954         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
5955         destroy_sched_domains(tmp, cpu);
5956
5957         update_top_cache_domain(cpu);
5958 }
5959
5960 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
5961 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
5962 {
5963         int ret;
5964
5965         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
5966         ret = cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
5967         if (ret) {
5968                 pr_err("sched: Error, all isolcpus= values must be between 0 and %d\n", nr_cpu_ids);
5969                 return 0;
5970         }
5971         return 1;
5972 }
5973 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
5974
5975 struct s_data {
5976         struct sched_domain ** __percpu sd;
5977         struct root_domain      *rd;
5978 };
5979
5980 enum s_alloc {
5981         sa_rootdomain,
5982         sa_sd,
5983         sa_sd_storage,
5984         sa_none,
5985 };
5986
5987 /*
5988  * Build an iteration mask that can exclude certain CPUs from the upwards
5989  * domain traversal.
5990  *
5991  * Asymmetric node setups can result in situations where the domain tree is of
5992  * unequal depth, make sure to skip domains that already cover the entire
5993  * range.
5994  *
5995  * In that case build_sched_domains() will have terminated the iteration early
5996  * and our sibling sd spans will be empty. Domains should always include the
5997  * cpu they're built on, so check that.
5998  *
5999  */
6000 static void build_group_mask(struct sched_domain *sd, struct sched_group *sg)
6001 {
6002         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6003         struct sd_data *sdd = sd->private;
6004         struct sched_domain *sibling;
6005         int i;
6006
6007         for_each_cpu(i, span) {
6008                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6009                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6010                         continue;
6011
6012                 cpumask_set_cpu(i, sched_group_mask(sg));
6013         }
6014 }
6015
6016 /*
6017  * Return the canonical balance cpu for this group, this is the first cpu
6018  * of this group that's also in the iteration mask.
6019  */
6020 int group_balance_cpu(struct sched_group *sg)
6021 {
6022         return cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg), sched_group_mask(sg));
6023 }
6024
6025 static int
6026 build_overlap_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6027 {
6028         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL, *groups = NULL, *sg;
6029         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6030         struct cpumask *covered = sched_domains_tmpmask;
6031         struct sd_data *sdd = sd->private;
6032         struct sched_domain *sibling;
6033         int i;
6034
6035         cpumask_clear(covered);
6036
6037         for_each_cpu(i, span) {
6038                 struct cpumask *sg_span;
6039
6040                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6041                         continue;
6042
6043                 sibling = *per_cpu_ptr(sdd->sd, i);
6044
6045                 /* See the comment near build_group_mask(). */
6046                 if (!cpumask_test_cpu(i, sched_domain_span(sibling)))
6047                         continue;
6048
6049                 sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6050                                 GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
6051
6052                 if (!sg)
6053                         goto fail;
6054
6055                 sg_span = sched_group_cpus(sg);
6056                 if (sibling->child)
6057                         cpumask_copy(sg_span, sched_domain_span(sibling->child));
6058                 else
6059                         cpumask_set_cpu(i, sg_span);
6060
6061                 cpumask_or(covered, covered, sg_span);
6062
6063                 sg->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, i);
6064                 if (atomic_inc_return(&sg->sgc->ref) == 1)
6065                         build_group_mask(sd, sg);
6066
6067                 /*
6068                  * Initialize sgc->capacity such that even if we mess up the
6069                  * domains and no possible iteration will get us here, we won't
6070                  * die on a /0 trap.
6071                  */
6072                 sg->sgc->capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE * cpumask_weight(sg_span);
6073
6074                 /*
6075                  * Make sure the first group of this domain contains the
6076                  * canonical balance cpu. Otherwise the sched_domain iteration
6077                  * breaks. See update_sg_lb_stats().
6078                  */
6079                 if ((!groups && cpumask_test_cpu(cpu, sg_span)) ||
6080                     group_balance_cpu(sg) == cpu)
6081                         groups = sg;
6082
6083                 if (!first)
6084                         first = sg;
6085                 if (last)
6086                         last->next = sg;
6087                 last = sg;
6088                 last->next = first;
6089         }
6090         sd->groups = groups;
6091
6092         return 0;
6093
6094 fail:
6095         free_sched_groups(first, 0);
6096
6097         return -ENOMEM;
6098 }
6099
6100 static int get_group(int cpu, struct sd_data *sdd, struct sched_group **sg)
6101 {
6102         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu);
6103         struct sched_domain *child = sd->child;
6104
6105         if (child)
6106                 cpu = cpumask_first(sched_domain_span(child));
6107
6108         if (sg) {
6109                 *sg = *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu);
6110                 (*sg)->sgc = *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu);
6111                 atomic_set(&(*sg)->sgc->ref, 1); /* for claim_allocations */
6112         }
6113
6114         return cpu;
6115 }
6116
6117 /*
6118  * build_sched_groups will build a circular linked list of the groups
6119  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6120  * and ->cpu_capacity to 0.
6121  *
6122  * Assumes the sched_domain tree is fully constructed
6123  */
6124 static int
6125 build_sched_groups(struct sched_domain *sd, int cpu)
6126 {
6127         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6128         struct sd_data *sdd = sd->private;
6129         const struct cpumask *span = sched_domain_span(sd);
6130         struct cpumask *covered;
6131         int i;
6132
6133         get_group(cpu, sdd, &sd->groups);
6134         atomic_inc(&sd->groups->ref);
6135
6136         if (cpu != cpumask_first(span))
6137                 return 0;
6138
6139         lockdep_assert_held(&sched_domains_mutex);
6140         covered = sched_domains_tmpmask;
6141
6142         cpumask_clear(covered);
6143
6144         for_each_cpu(i, span) {
6145                 struct sched_group *sg;
6146                 int group, j;
6147
6148                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
6149                         continue;
6150
6151                 group = get_group(i, sdd, &sg);
6152                 cpumask_setall(sched_group_mask(sg));
6153
6154                 for_each_cpu(j, span) {
6155                         if (get_group(j, sdd, NULL) != group)
6156                                 continue;
6157
6158                         cpumask_set_cpu(j, covered);
6159                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
6160                 }
6161
6162                 if (!first)
6163                         first = sg;
6164                 if (last)
6165                         last->next = sg;
6166                 last = sg;
6167         }
6168         last->next = first;
6169
6170         return 0;
6171 }
6172
6173 /*
6174  * Initialize sched groups cpu_capacity.
6175  *
6176  * cpu_capacity indicates the capacity of sched group, which is used while
6177  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6178  * Typically cpu_capacity for all the groups in a sched domain will be same
6179  * unless there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries,
6180  * group having more cpu_capacity will pickup more load compared to the
6181  * group having less cpu_capacity.
6182  */
6183 static void init_sched_groups_capacity(int cpu, struct sched_domain *sd)
6184 {
6185         struct sched_group *sg = sd->groups;
6186
6187         WARN_ON(!sg);
6188
6189         do {
6190                 sg->group_weight = cpumask_weight(sched_group_cpus(sg));
6191                 sg = sg->next;
6192         } while (sg != sd->groups);
6193
6194         if (cpu != group_balance_cpu(sg))
6195                 return;
6196
6197         update_group_capacity(sd, cpu);
6198         atomic_set(&sg->sgc->nr_busy_cpus, sg->group_weight);
6199 }
6200
6201 /*
6202  * Initializers for schedule domains
6203  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
6204  */
6205
6206 static int default_relax_domain_level = -1;
6207 int sched_domain_level_max;
6208
6209 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
6210 {
6211         if (kstrtoint(str, 0, &default_relax_domain_level))
6212                 pr_warn("Unable to set relax_domain_level\n");
6213
6214         return 1;
6215 }
6216 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
6217
6218 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
6219                                  struct sched_domain_attr *attr)
6220 {
6221         int request;
6222
6223         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
6224                 if (default_relax_domain_level < 0)
6225                         return;
6226                 else
6227                         request = default_relax_domain_level;
6228         } else
6229                 request = attr->relax_domain_level;
6230         if (request < sd->level) {
6231                 /* turn off idle balance on this domain */
6232                 sd->flags &= ~(SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6233         } else {
6234                 /* turn on idle balance on this domain */
6235                 sd->flags |= (SD_BALANCE_WAKE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
6236         }
6237 }
6238
6239 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map);
6240 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map);
6241
6242 static void __free_domain_allocs(struct s_data *d, enum s_alloc what,
6243                                  const struct cpumask *cpu_map)
6244 {
6245         switch (what) {
6246         case sa_rootdomain:
6247                 if (!atomic_read(&d->rd->refcount))
6248                         free_rootdomain(&d->rd->rcu); /* fall through */
6249         case sa_sd:
6250                 free_percpu(d->sd); /* fall through */
6251         case sa_sd_storage:
6252                 __sdt_free(cpu_map); /* fall through */
6253         case sa_none:
6254                 break;
6255         }
6256 }
6257
6258 static enum s_alloc __visit_domain_allocation_hell(struct s_data *d,
6259                                                    const struct cpumask *cpu_map)
6260 {
6261         memset(d, 0, sizeof(*d));
6262
6263         if (__sdt_alloc(cpu_map))
6264                 return sa_sd_storage;
6265         d->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6266         if (!d->sd)
6267                 return sa_sd_storage;
6268         d->rd = alloc_rootdomain();
6269         if (!d->rd)
6270                 return sa_sd;
6271         return sa_rootdomain;
6272 }
6273
6274 /*
6275  * NULL the sd_data elements we've used to build the sched_domain and
6276  * sched_group structure so that the subsequent __free_domain_allocs()
6277  * will not free the data we're using.
6278  */
6279 static void claim_allocations(int cpu, struct sched_domain *sd)
6280 {
6281         struct sd_data *sdd = sd->private;
6282
6283         WARN_ON_ONCE(*per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) != sd);
6284         *per_cpu_ptr(sdd->sd, cpu) = NULL;
6285
6286         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu))->ref))
6287                 *per_cpu_ptr(sdd->sg, cpu) = NULL;
6288
6289         if (atomic_read(&(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu))->ref))
6290                 *per_cpu_ptr(sdd->sgc, cpu) = NULL;
6291 }
6292
6293 #ifdef CONFIG_NUMA
6294 static int sched_domains_numa_levels;
6295 enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
6296 static int *sched_domains_numa_distance;
6297 int sched_max_numa_distance;
6298 static struct cpumask ***sched_domains_numa_masks;
6299 static int sched_domains_curr_level;
6300 #endif
6301
6302 /*
6303  * SD_flags allowed in topology descriptions.
6304  *
6305  * SD_SHARE_CPUCAPACITY      - describes SMT topologies
6306  * SD_SHARE_PKG_RESOURCES - describes shared caches
6307  * SD_NUMA                - describes NUMA topologies
6308  * SD_SHARE_POWERDOMAIN   - describes shared power domain
6309  *
6310  * Odd one out:
6311  * SD_ASYM_PACKING        - describes SMT quirks
6312  */
6313 #define TOPOLOGY_SD_FLAGS               \
6314         (SD_SHARE_CPUCAPACITY |         \
6315          SD_SHARE_PKG_RESOURCES |       \
6316          SD_NUMA |                      \
6317          SD_ASYM_PACKING |              \
6318          SD_SHARE_POWERDOMAIN)
6319
6320 static struct sched_domain *
6321 sd_init(struct sched_domain_topology_level *tl, int cpu)
6322 {
6323         struct sched_domain *sd = *per_cpu_ptr(tl->data.sd, cpu);
6324         int sd_weight, sd_flags = 0;
6325
6326 #ifdef CONFIG_NUMA
6327         /*
6328          * Ugly hack to pass state to sd_numa_mask()...
6329          */
6330         sched_domains_curr_level = tl->numa_level;
6331 #endif
6332
6333         sd_weight = cpumask_weight(tl->mask(cpu));
6334
6335         if (tl->sd_flags)
6336                 sd_flags = (*tl->sd_flags)();
6337         if (WARN_ONCE(sd_flags & ~TOPOLOGY_SD_FLAGS,
6338                         "wrong sd_flags in topology description\n"))
6339                 sd_flags &= ~TOPOLOGY_SD_FLAGS;
6340
6341         *sd = (struct sched_domain){
6342                 .min_interval           = sd_weight,
6343                 .max_interval           = 2*sd_weight,
6344                 .busy_factor            = 32,
6345                 .imbalance_pct          = 125,
6346
6347                 .cache_nice_tries       = 0,
6348                 .busy_idx               = 0,
6349                 .idle_idx               = 0,
6350                 .newidle_idx            = 0,
6351                 .wake_idx               = 0,
6352                 .forkexec_idx           = 0,
6353
6354                 .flags                  = 1*SD_LOAD_BALANCE
6355                                         | 1*SD_BALANCE_NEWIDLE
6356                                         | 1*SD_BALANCE_EXEC
6357                                         | 1*SD_BALANCE_FORK
6358                                         | 0*SD_BALANCE_WAKE
6359                                         | 1*SD_WAKE_AFFINE
6360                                         | 0*SD_SHARE_CPUCAPACITY
6361                                         | 0*SD_SHARE_PKG_RESOURCES
6362                                         | 0*SD_SERIALIZE
6363                                         | 0*SD_PREFER_SIBLING
6364                                         | 0*SD_NUMA
6365                                         | sd_flags
6366                                         ,
6367
6368                 .last_balance           = jiffies,
6369                 .balance_interval       = sd_weight,
6370                 .smt_gain               = 0,
6371                 .max_newidle_lb_cost    = 0,
6372                 .next_decay_max_lb_cost = jiffies,
6373 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6374                 .name                   = tl->name,
6375 #endif
6376         };
6377
6378         /*
6379          * Convert topological properties into behaviour.
6380          */
6381
6382         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) {
6383                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6384                 sd->imbalance_pct = 110;
6385                 sd->smt_gain = 1178; /* ~15% */
6386
6387         } else if (sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES) {
6388                 sd->imbalance_pct = 117;
6389                 sd->cache_nice_tries = 1;
6390                 sd->busy_idx = 2;
6391
6392 #ifdef CONFIG_NUMA
6393         } else if (sd->flags & SD_NUMA) {
6394                 sd->cache_nice_tries = 2;
6395                 sd->busy_idx = 3;
6396                 sd->idle_idx = 2;
6397
6398                 sd->flags |= SD_SERIALIZE;
6399                 if (sched_domains_numa_distance[tl->numa_level] > RECLAIM_DISTANCE) {
6400                         sd->flags &= ~(SD_BALANCE_EXEC |
6401                                        SD_BALANCE_FORK |
6402                                        SD_WAKE_AFFINE);
6403                 }
6404
6405 #endif
6406         } else {
6407                 sd->flags |= SD_PREFER_SIBLING;
6408                 sd->cache_nice_tries = 1;
6409                 sd->busy_idx = 2;
6410                 sd->idle_idx = 1;
6411         }
6412
6413         sd->private = &tl->data;
6414
6415         return sd;
6416 }
6417
6418 /*
6419  * Topology list, bottom-up.
6420  */
6421 static struct sched_domain_topology_level default_topology[] = {
6422 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6423         { cpu_smt_mask, cpu_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
6424 #endif
6425 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6426         { cpu_coregroup_mask, cpu_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
6427 #endif
6428         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
6429         { NULL, },
6430 };
6431
6432 static struct sched_domain_topology_level *sched_domain_topology =
6433         default_topology;
6434
6435 #define for_each_sd_topology(tl)                        \
6436         for (tl = sched_domain_topology; tl->mask; tl++)
6437
6438 void set_sched_topology(struct sched_domain_topology_level *tl)
6439 {
6440         sched_domain_topology = tl;
6441 }
6442
6443 #ifdef CONFIG_NUMA
6444
6445 static const struct cpumask *sd_numa_mask(int cpu)
6446 {
6447         return sched_domains_numa_masks[sched_domains_curr_level][cpu_to_node(cpu)];
6448 }
6449
6450 static void sched_numa_warn(const char *str)
6451 {
6452         static int done = false;
6453         int i,j;
6454
6455         if (done)
6456                 return;
6457
6458         done = true;
6459
6460         printk(KERN_WARNING "ERROR: %s\n\n", str);
6461
6462         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6463                 printk(KERN_WARNING "  ");
6464                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6465                         printk(KERN_CONT "%02d ", node_distance(i,j));
6466                 printk(KERN_CONT "\n");
6467         }
6468         printk(KERN_WARNING "\n");
6469 }
6470
6471 bool find_numa_distance(int distance)
6472 {
6473         int i;
6474
6475         if (distance == node_distance(0, 0))
6476                 return true;
6477
6478         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6479                 if (sched_domains_numa_distance[i] == distance)
6480                         return true;
6481         }
6482
6483         return false;
6484 }
6485
6486 /*
6487  * A system can have three types of NUMA topology:
6488  * NUMA_DIRECT: all nodes are directly connected, or not a NUMA system
6489  * NUMA_GLUELESS_MESH: some nodes reachable through intermediary nodes
6490  * NUMA_BACKPLANE: nodes can reach other nodes through a backplane
6491  *
6492  * The difference between a glueless mesh topology and a backplane
6493  * topology lies in whether communication between not directly
6494  * connected nodes goes through intermediary nodes (where programs
6495  * could run), or through backplane controllers. This affects
6496  * placement of programs.
6497  *
6498  * The type of topology can be discerned with the following tests:
6499  * - If the maximum distance between any nodes is 1 hop, the system
6500  *   is directly connected.
6501  * - If for two nodes A and B, located N > 1 hops away from each other,
6502  *   there is an intermediary node C, which is < N hops away from both
6503  *   nodes A and B, the system is a glueless mesh.
6504  */
6505 static void init_numa_topology_type(void)
6506 {
6507         int a, b, c, n;
6508
6509         n = sched_max_numa_distance;
6510
6511         if (sched_domains_numa_levels <= 1) {
6512                 sched_numa_topology_type = NUMA_DIRECT;
6513                 return;
6514         }
6515
6516         for_each_online_node(a) {
6517                 for_each_online_node(b) {
6518                         /* Find two nodes furthest removed from each other. */
6519                         if (node_distance(a, b) < n)
6520                                 continue;
6521
6522                         /* Is there an intermediary node between a and b? */
6523                         for_each_online_node(c) {
6524                                 if (node_distance(a, c) < n &&
6525                                     node_distance(b, c) < n) {
6526                                         sched_numa_topology_type =
6527                                                         NUMA_GLUELESS_MESH;
6528                                         return;
6529                                 }
6530                         }
6531
6532                         sched_numa_topology_type = NUMA_BACKPLANE;
6533                         return;
6534                 }
6535         }
6536 }
6537
6538 static void sched_init_numa(void)
6539 {
6540         int next_distance, curr_distance = node_distance(0, 0);
6541         struct sched_domain_topology_level *tl;
6542         int level = 0;
6543         int i, j, k;
6544
6545         sched_domains_numa_distance = kzalloc(sizeof(int) * nr_node_ids, GFP_KERNEL);
6546         if (!sched_domains_numa_distance)
6547                 return;
6548
6549         /*
6550          * O(nr_nodes^2) deduplicating selection sort -- in order to find the
6551          * unique distances in the node_distance() table.
6552          *
6553          * Assumes node_distance(0,j) includes all distances in
6554          * node_distance(i,j) in order to avoid cubic time.
6555          */
6556         next_distance = curr_distance;
6557         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6558                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6559                         for (k = 0; k < nr_node_ids; k++) {
6560                                 int distance = node_distance(i, k);
6561
6562                                 if (distance > curr_distance &&
6563                                     (distance < next_distance ||
6564                                      next_distance == curr_distance))
6565                                         next_distance = distance;
6566
6567                                 /*
6568                                  * While not a strong assumption it would be nice to know
6569                                  * about cases where if node A is connected to B, B is not
6570                                  * equally connected to A.
6571                                  */
6572                                 if (sched_debug() && node_distance(k, i) != distance)
6573                                         sched_numa_warn("Node-distance not symmetric");
6574
6575                                 if (sched_debug() && i && !find_numa_distance(distance))
6576                                         sched_numa_warn("Node-0 not representative");
6577                         }
6578                         if (next_distance != curr_distance) {
6579                                 sched_domains_numa_distance[level++] = next_distance;
6580                                 sched_domains_numa_levels = level;
6581                                 curr_distance = next_distance;
6582                         } else break;
6583                 }
6584
6585                 /*
6586                  * In case of sched_debug() we verify the above assumption.
6587                  */
6588                 if (!sched_debug())
6589                         break;
6590         }
6591
6592         if (!level)
6593                 return;
6594
6595         /*
6596          * 'level' contains the number of unique distances, excluding the
6597          * identity distance node_distance(i,i).
6598          *
6599          * The sched_domains_numa_distance[] array includes the actual distance
6600          * numbers.
6601          */
6602
6603         /*
6604          * Here, we should temporarily reset sched_domains_numa_levels to 0.
6605          * If it fails to allocate memory for array sched_domains_numa_masks[][],
6606          * the array will contain less then 'level' members. This could be
6607          * dangerous when we use it to iterate array sched_domains_numa_masks[][]
6608          * in other functions.
6609          *
6610          * We reset it to 'level' at the end of this function.
6611          */
6612         sched_domains_numa_levels = 0;
6613
6614         sched_domains_numa_masks = kzalloc(sizeof(void *) * level, GFP_KERNEL);
6615         if (!sched_domains_numa_masks)
6616                 return;
6617
6618         /*
6619          * Now for each level, construct a mask per node which contains all
6620          * cpus of nodes that are that many hops away from us.
6621          */
6622         for (i = 0; i < level; i++) {
6623                 sched_domains_numa_masks[i] =
6624                         kzalloc(nr_node_ids * sizeof(void *), GFP_KERNEL);
6625                 if (!sched_domains_numa_masks[i])
6626                         return;
6627
6628                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6629                         struct cpumask *mask = kzalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
6630                         if (!mask)
6631                                 return;
6632
6633                         sched_domains_numa_masks[i][j] = mask;
6634
6635                         for_each_node(k) {
6636                                 if (node_distance(j, k) > sched_domains_numa_distance[i])
6637                                         continue;
6638
6639                                 cpumask_or(mask, mask, cpumask_of_node(k));
6640                         }
6641                 }
6642         }
6643
6644         /* Compute default topology size */
6645         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++);
6646
6647         tl = kzalloc((i + level + 1) *
6648                         sizeof(struct sched_domain_topology_level), GFP_KERNEL);
6649         if (!tl)
6650                 return;
6651
6652         /*
6653          * Copy the default topology bits..
6654          */
6655         for (i = 0; sched_domain_topology[i].mask; i++)
6656                 tl[i] = sched_domain_topology[i];
6657
6658         /*
6659          * .. and append 'j' levels of NUMA goodness.
6660          */
6661         for (j = 0; j < level; i++, j++) {
6662                 tl[i] = (struct sched_domain_topology_level){
6663                         .mask = sd_numa_mask,
6664                         .sd_flags = cpu_numa_flags,
6665                         .flags = SDTL_OVERLAP,
6666                         .numa_level = j,
6667                         SD_INIT_NAME(NUMA)
6668                 };
6669         }
6670
6671         sched_domain_topology = tl;
6672
6673         sched_domains_numa_levels = level;
6674         sched_max_numa_distance = sched_domains_numa_distance[level - 1];
6675
6676         init_numa_topology_type();
6677 }
6678
6679 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu)
6680 {
6681         int node = cpu_to_node(cpu);
6682         int i, j;
6683
6684         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6685                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
6686                         if (node_distance(j, node) <= sched_domains_numa_distance[i])
6687                                 cpumask_set_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6688                 }
6689         }
6690 }
6691
6692 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu)
6693 {
6694         int i, j;
6695
6696         for (i = 0; i < sched_domains_numa_levels; i++) {
6697                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++)
6698                         cpumask_clear_cpu(cpu, sched_domains_numa_masks[i][j]);
6699         }
6700 }
6701
6702 #else
6703 static inline void sched_init_numa(void) { }
6704 static void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
6705 static void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
6706 #endif /* CONFIG_NUMA */
6707
6708 static int __sdt_alloc(const struct cpumask *cpu_map)
6709 {
6710         struct sched_domain_topology_level *tl;
6711         int j;
6712
6713         for_each_sd_topology(tl) {
6714                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6715
6716                 sdd->sd = alloc_percpu(struct sched_domain *);
6717                 if (!sdd->sd)
6718                         return -ENOMEM;
6719
6720                 sdd->sg = alloc_percpu(struct sched_group *);
6721                 if (!sdd->sg)
6722                         return -ENOMEM;
6723
6724                 sdd->sgc = alloc_percpu(struct sched_group_capacity *);
6725                 if (!sdd->sgc)
6726                         return -ENOMEM;
6727
6728                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6729                         struct sched_domain *sd;
6730                         struct sched_group *sg;
6731                         struct sched_group_capacity *sgc;
6732
6733                         sd = kzalloc_node(sizeof(struct sched_domain) + cpumask_size(),
6734                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6735                         if (!sd)
6736                                 return -ENOMEM;
6737
6738                         *per_cpu_ptr(sdd->sd, j) = sd;
6739
6740                         sg = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
6741                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6742                         if (!sg)
6743                                 return -ENOMEM;
6744
6745                         sg->next = sg;
6746
6747                         *per_cpu_ptr(sdd->sg, j) = sg;
6748
6749                         sgc = kzalloc_node(sizeof(struct sched_group_capacity) + cpumask_size(),
6750                                         GFP_KERNEL, cpu_to_node(j));
6751                         if (!sgc)
6752                                 return -ENOMEM;
6753
6754                         *per_cpu_ptr(sdd->sgc, j) = sgc;
6755                 }
6756         }
6757
6758         return 0;
6759 }
6760
6761 static void __sdt_free(const struct cpumask *cpu_map)
6762 {
6763         struct sched_domain_topology_level *tl;
6764         int j;
6765
6766         for_each_sd_topology(tl) {
6767                 struct sd_data *sdd = &tl->data;
6768
6769                 for_each_cpu(j, cpu_map) {
6770                         struct sched_domain *sd;
6771
6772                         if (sdd->sd) {
6773                                 sd = *per_cpu_ptr(sdd->sd, j);
6774                                 if (sd && (sd->flags & SD_OVERLAP))
6775                                         free_sched_groups(sd->groups, 0);
6776                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sd, j));
6777                         }
6778
6779                         if (sdd->sg)
6780                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sg, j));
6781                         if (sdd->sgc)
6782                                 kfree(*per_cpu_ptr(sdd->sgc, j));
6783                 }
6784                 free_percpu(sdd->sd);
6785                 sdd->sd = NULL;
6786                 free_percpu(sdd->sg);
6787                 sdd->sg = NULL;
6788                 free_percpu(sdd->sgc);
6789                 sdd->sgc = NULL;
6790         }
6791 }
6792
6793 struct sched_domain *build_sched_domain(struct sched_domain_topology_level *tl,
6794                 const struct cpumask *cpu_map, struct sched_domain_attr *attr,
6795                 struct sched_domain *child, int cpu)
6796 {
6797         struct sched_domain *sd = sd_init(tl, cpu);
6798         if (!sd)
6799                 return child;
6800
6801         cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map, tl->mask(cpu));
6802         if (child) {
6803                 sd->level = child->level + 1;
6804                 sched_domain_level_max = max(sched_domain_level_max, sd->level);
6805                 child->parent = sd;
6806                 sd->child = child;
6807
6808                 if (!cpumask_subset(sched_domain_span(child),
6809                                     sched_domain_span(sd))) {
6810                         pr_err("BUG: arch topology borken\n");
6811 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6812                         pr_err("     the %s domain not a subset of the %s domain\n",
6813                                         child->name, sd->name);
6814 #endif
6815                         /* Fixup, ensure @sd has at least @child cpus. */
6816                         cpumask_or(sched_domain_span(sd),
6817                                    sched_domain_span(sd),
6818                                    sched_domain_span(child));
6819                 }
6820
6821         }
6822         set_domain_attribute(sd, attr);
6823
6824         return sd;
6825 }
6826
6827 /*
6828  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6829  * to the individual cpus
6830  */
6831 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
6832                                struct sched_domain_attr *attr)
6833 {
6834         enum s_alloc alloc_state;
6835         struct sched_domain *sd;
6836         struct s_data d;
6837         int i, ret = -ENOMEM;
6838
6839         alloc_state = __visit_domain_allocation_hell(&d, cpu_map);
6840         if (alloc_state != sa_rootdomain)
6841                 goto error;
6842
6843         /* Set up domains for cpus specified by the cpu_map. */
6844         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6845                 struct sched_domain_topology_level *tl;
6846
6847                 sd = NULL;
6848                 for_each_sd_topology(tl) {
6849                         sd = build_sched_domain(tl, cpu_map, attr, sd, i);
6850                         if (tl == sched_domain_topology)
6851                                 *per_cpu_ptr(d.sd, i) = sd;
6852                         if (tl->flags & SDTL_OVERLAP || sched_feat(FORCE_SD_OVERLAP))
6853                                 sd->flags |= SD_OVERLAP;
6854                         if (cpumask_equal(cpu_map, sched_domain_span(sd)))
6855                                 break;
6856                 }
6857         }
6858
6859         /* Build the groups for the domains */
6860         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6861                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6862                         sd->span_weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
6863                         if (sd->flags & SD_OVERLAP) {
6864                                 if (build_overlap_sched_groups(sd, i))
6865                                         goto error;
6866                         } else {
6867                                 if (build_sched_groups(sd, i))
6868                                         goto error;
6869                         }
6870                 }
6871         }
6872
6873         /* Calculate CPU capacity for physical packages and nodes */
6874         for (i = nr_cpumask_bits-1; i >= 0; i--) {
6875                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpu_map))
6876                         continue;
6877
6878                 for (sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i); sd; sd = sd->parent) {
6879                         claim_allocations(i, sd);
6880                         init_sched_groups_capacity(i, sd);
6881                 }
6882         }
6883
6884         /* Attach the domains */
6885         rcu_read_lock();
6886         for_each_cpu(i, cpu_map) {
6887                 sd = *per_cpu_ptr(d.sd, i);
6888                 cpu_attach_domain(sd, d.rd, i);
6889         }
6890         rcu_read_unlock();
6891
6892         ret = 0;
6893 error:
6894         __free_domain_allocs(&d, alloc_state, cpu_map);
6895         return ret;
6896 }
6897
6898 static cpumask_var_t *doms_cur; /* current sched domains */
6899 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
6900 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
6901                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
6902
6903 /*
6904  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
6905  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
6906  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
6907  */
6908 static cpumask_var_t fallback_doms;
6909
6910 /*
6911  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
6912  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
6913  * or 0 if it stayed the same.
6914  */
6915 int __weak arch_update_cpu_topology(void)
6916 {
6917         return 0;
6918 }
6919
6920 cpumask_var_t *alloc_sched_domains(unsigned int ndoms)
6921 {
6922         int i;
6923         cpumask_var_t *doms;
6924
6925         doms = kmalloc(sizeof(*doms) * ndoms, GFP_KERNEL);
6926         if (!doms)
6927                 return NULL;
6928         for (i = 0; i < ndoms; i++) {
6929                 if (!alloc_cpumask_var(&doms[i], GFP_KERNEL)) {
6930                         free_sched_domains(doms, i);
6931                         return NULL;
6932                 }
6933         }
6934         return doms;
6935 }
6936
6937 void free_sched_domains(cpumask_var_t doms[], unsigned int ndoms)
6938 {
6939         unsigned int i;
6940         for (i = 0; i < ndoms; i++)
6941                 free_cpumask_var(doms[i]);
6942         kfree(doms);
6943 }
6944
6945 /*
6946  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
6947  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
6948  * exclude other special cases in the future.
6949  */
6950 static int init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6951 {
6952         int err;
6953
6954         arch_update_cpu_topology();
6955         ndoms_cur = 1;
6956         doms_cur = alloc_sched_domains(ndoms_cur);
6957         if (!doms_cur)
6958                 doms_cur = &fallback_doms;
6959         cpumask_andnot(doms_cur[0], cpu_map, cpu_isolated_map);
6960         err = build_sched_domains(doms_cur[0], NULL);
6961         register_sched_domain_sysctl();
6962
6963         return err;
6964 }
6965
6966 /*
6967  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
6968  * These cpus will now be attached to the NULL domain
6969  */
6970 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
6971 {
6972         int i;
6973
6974         rcu_read_lock();
6975         for_each_cpu(i, cpu_map)
6976                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
6977         rcu_read_unlock();
6978 }
6979
6980 /* handle null as "default" */
6981 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
6982                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
6983 {
6984         struct sched_domain_attr tmp;
6985
6986         /* fast path */
6987         if (!new && !cur)
6988                 return 1;
6989
6990         tmp = SD_ATTR_INIT;
6991         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
6992                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
6993                         sizeof(struct sched_domain_attr));
6994 }
6995
6996 /*
6997  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
6998  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
6999  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
7000  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
7001  *
7002  * 'doms_new' is an array of cpumask_var_t's of length 'ndoms_new'.
7003  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
7004  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
7005  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
7006  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
7007  * it as it is.
7008  *
7009  * The passed in 'doms_new' should be allocated using
7010  * alloc_sched_domains.  This routine takes ownership of it and will
7011  * free_sched_domains it when done with it. If the caller failed the
7012  * alloc call, then it can pass in doms_new == NULL && ndoms_new == 1,
7013  * and partition_sched_domains() will fallback to the single partition
7014  * 'fallback_doms', it also forces the domains to be rebuilt.
7015  *
7016  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
7017  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
7018  * and it will not create the default domain.
7019  *
7020  * Call with hotplug lock held
7021  */
7022 void partition_sched_domains(int ndoms_new, cpumask_var_t doms_new[],
7023                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
7024 {
7025         int i, j, n;
7026         int new_topology;
7027
7028         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7029
7030         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
7031         unregister_sched_domain_sysctl();
7032
7033         /* Let architecture update cpu core mappings. */
7034         new_topology = arch_update_cpu_topology();
7035
7036         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
7037
7038         /* Destroy deleted domains */
7039         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
7040                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7041                         if (cpumask_equal(doms_cur[i], doms_new[j])
7042                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
7043                                 goto match1;
7044                 }
7045                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
7046                 detach_destroy_domains(doms_cur[i]);
7047 match1:
7048                 ;
7049         }
7050
7051         n = ndoms_cur;
7052         if (doms_new == NULL) {
7053                 n = 0;
7054                 doms_new = &fallback_doms;
7055                 cpumask_andnot(doms_new[0], cpu_active_mask, cpu_isolated_map);
7056                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
7057         }
7058
7059         /* Build new domains */
7060         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
7061                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
7062                         if (cpumask_equal(doms_new[i], doms_cur[j])
7063                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
7064                                 goto match2;
7065                 }
7066                 /* no match - add a new doms_new */
7067                 build_sched_domains(doms_new[i], dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
7068 match2:
7069                 ;
7070         }
7071
7072         /* Remember the new sched domains */
7073         if (doms_cur != &fallback_doms)
7074                 free_sched_domains(doms_cur, ndoms_cur);
7075         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
7076         doms_cur = doms_new;
7077         dattr_cur = dattr_new;
7078         ndoms_cur = ndoms_new;
7079
7080         register_sched_domain_sysctl();
7081
7082         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7083 }
7084
7085 static int num_cpus_frozen;     /* used to mark begin/end of suspend/resume */
7086
7087 /*
7088  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
7089  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
7090  * around partition_sched_domains().
7091  *
7092  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
7093  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
7094  */
7095 static void cpuset_cpu_active(void)
7096 {
7097         if (cpuhp_tasks_frozen) {
7098                 /*
7099                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
7100                  * resume sequence. As long as this is not the last online
7101                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
7102                  * domain, ignoring cpusets.
7103                  */
7104                 num_cpus_frozen--;
7105                 if (likely(num_cpus_frozen)) {
7106                         partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7107                         return;
7108                 }
7109                 /*
7110                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
7111                  * restore the original sched domains by considering the
7112                  * cpuset configurations.
7113                  */
7114         }
7115         cpuset_update_active_cpus(true);
7116 }
7117
7118 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
7119 {
7120         unsigned long flags;
7121         struct dl_bw *dl_b;
7122         bool overflow;
7123         int cpus;
7124
7125         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
7126                 rcu_read_lock_sched();
7127                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
7128
7129                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
7130                 cpus = dl_bw_cpus(cpu);
7131                 overflow = __dl_overflow(dl_b, cpus, 0, 0);
7132                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
7133
7134                 rcu_read_unlock_sched();
7135
7136                 if (overflow)
7137                         return -EBUSY;
7138                 cpuset_update_active_cpus(false);
7139         } else {
7140                 num_cpus_frozen++;
7141                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
7142         }
7143         return 0;
7144 }
7145
7146 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
7147 {
7148         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7149         unsigned long flags;
7150
7151         set_cpu_active(cpu, true);
7152
7153         if (sched_smp_initialized) {
7154                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
7155                 cpuset_cpu_active();
7156         }
7157
7158         /*
7159          * Put the rq online, if not already. This happens:
7160          *
7161          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
7162          *    after all cpus have been brought up.
7163          *
7164          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
7165          *    domains.
7166          */
7167         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7168         if (rq->rd) {
7169                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7170                 set_rq_online(rq);
7171         }
7172         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7173
7174         update_max_interval();
7175
7176         return 0;
7177 }
7178
7179 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
7180 {
7181         int ret;
7182
7183         set_cpu_active(cpu, false);
7184         /*
7185          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
7186          * users of this state to go away such that all new such users will
7187          * observe it.
7188          *
7189          * For CONFIG_PREEMPT we have preemptible RCU and its sync_rcu() might
7190          * not imply sync_sched(), so wait for both.
7191          *
7192          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
7193          */
7194         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT))
7195                 synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
7196         else
7197                 synchronize_rcu();
7198
7199         if (!sched_smp_initialized)
7200                 return 0;
7201
7202         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
7203         if (ret) {
7204                 set_cpu_active(cpu, true);
7205                 return ret;
7206         }
7207         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
7208         return 0;
7209 }
7210
7211 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
7212 {
7213         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7214
7215         rq->calc_load_update = calc_load_update;
7216         account_reset_rq(rq);
7217         update_max_interval();
7218 }
7219
7220 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
7221 {
7222         set_cpu_rq_start_time(cpu);
7223         sched_rq_cpu_starting(cpu);
7224         return 0;
7225 }
7226
7227 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7228 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
7229 {
7230         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7231         unsigned long flags;
7232
7233         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
7234         sched_ttwu_pending();
7235         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7236         if (rq->rd) {
7237                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7238                 set_rq_offline(rq);
7239         }
7240         migrate_tasks(rq);
7241         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
7242         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7243         calc_load_migrate(rq);
7244         update_max_interval();
7245         nohz_balance_exit_idle(cpu);
7246         hrtick_clear(rq);
7247         return 0;
7248 }
7249 #endif
7250
7251 void __init sched_init_smp(void)
7252 {
7253         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
7254
7255         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
7256         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
7257
7258         sched_init_numa();
7259
7260         /*
7261          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
7262          * cpu masks are stable and all blatant races in the below code cannot
7263          * happen.
7264          */
7265         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
7266         init_sched_domains(cpu_active_mask);
7267         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
7268         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
7269                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
7270         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
7271
7272         /* Move init over to a non-isolated CPU */
7273         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
7274                 BUG();
7275         sched_init_granularity();
7276         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
7277
7278         init_sched_rt_class();
7279         init_sched_dl_class();
7280         sched_smp_initialized = true;
7281 }
7282
7283 static int __init migration_init(void)
7284 {
7285         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
7286         return 0;
7287 }
7288 early_initcall(migration_init);
7289
7290 #else
7291 void __init sched_init_smp(void)
7292 {
7293         sched_init_granularity();
7294 }
7295 #endif /* CONFIG_SMP */
7296
7297 int in_sched_functions(unsigned long addr)
7298 {
7299         return in_lock_functions(addr) ||
7300                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
7301                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
7302 }
7303
7304 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7305 /*
7306  * Default task group.
7307  * Every task in system belongs to this group at bootup.
7308  */
7309 struct task_group root_task_group;
7310 LIST_HEAD(task_groups);
7311
7312 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
7313 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
7314 #endif
7315
7316 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
7317
7318 void __init sched_init(void)
7319 {
7320         int i, j;
7321         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
7322
7323 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7324         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7325 #endif
7326 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7327         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7328 #endif
7329         if (alloc_size) {
7330                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
7331
7332 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7333                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
7334                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7335
7336                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
7337                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7338
7339 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7340 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7341                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
7342                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7343
7344                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
7345                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
7346
7347 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7348         }
7349 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
7350         for_each_possible_cpu(i) {
7351                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
7352                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
7353         }
7354 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
7355
7356         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
7357                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7358         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth,
7359                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7360
7361 #ifdef CONFIG_SMP
7362         init_defrootdomain();
7363 #endif
7364
7365 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7366         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
7367                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
7368 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7369
7370 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7371         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
7372
7373         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
7374         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
7375         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
7376         autogroup_init(&init_task);
7377 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7378
7379         for_each_possible_cpu(i) {
7380                 struct rq *rq;
7381
7382                 rq = cpu_rq(i);
7383                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
7384                 rq->nr_running = 0;
7385                 rq->calc_load_active = 0;
7386                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7387                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
7388                 init_rt_rq(&rq->rt);
7389                 init_dl_rq(&rq->dl);
7390 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7391                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
7392                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
7393                 /*
7394                  * How much cpu bandwidth does root_task_group get?
7395                  *
7396                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
7397                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
7398                  * system cpu resource is divided among the tasks of
7399                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
7400                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
7401                  * (se->load.weight).
7402                  *
7403                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
7404                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
7405                  * then A0's share of the cpu resource is:
7406                  *
7407                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
7408                  *
7409                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
7410                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
7411                  */
7412                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
7413                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
7414 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7415
7416                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
7417 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7418                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
7419 #endif
7420
7421                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
7422                         rq->cpu_load[j] = 0;
7423
7424 #ifdef CONFIG_SMP
7425                 rq->sd = NULL;
7426                 rq->rd = NULL;
7427                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
7428                 rq->balance_callback = NULL;
7429                 rq->active_balance = 0;
7430                 rq->next_balance = jiffies;
7431                 rq->push_cpu = 0;
7432                 rq->cpu = i;
7433                 rq->online = 0;
7434                 rq->idle_stamp = 0;
7435                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
7436                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
7437
7438                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
7439
7440                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
7441 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7442                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
7443                 rq->nohz_flags = 0;
7444 #endif
7445 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
7446                 rq->last_sched_tick = 0;
7447 #endif
7448 #endif /* CONFIG_SMP */
7449                 init_rq_hrtick(rq);
7450                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
7451         }
7452
7453         set_load_weight(&init_task);
7454
7455 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
7456         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
7457 #endif
7458
7459         /*
7460          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
7461          */
7462         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
7463         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
7464
7465         /*
7466          * During early bootup we pretend to be a normal task:
7467          */
7468         current->sched_class = &fair_sched_class;
7469
7470         /*
7471          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
7472          * called from this thread, however somewhere below it might be,
7473          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
7474          * when this runqueue becomes "idle".
7475          */
7476         init_idle(current, smp_processor_id());
7477
7478         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
7479
7480 #ifdef CONFIG_SMP
7481         zalloc_cpumask_var(&sched_domains_tmpmask, GFP_NOWAIT);
7482         /* May be allocated at isolcpus cmdline parse time */
7483         if (cpu_isolated_map == NULL)
7484                 zalloc_cpumask_var(&cpu_isolated_map, GFP_NOWAIT);
7485         idle_thread_set_boot_cpu();
7486         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
7487 #endif
7488         init_sched_fair_class();
7489
7490         scheduler_running = 1;
7491 }
7492
7493 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
7494 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
7495 {
7496         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
7497
7498         return (nested == preempt_offset);
7499 }
7500
7501 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7502 {
7503         /*
7504          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
7505          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
7506          * otherwise we will destroy state.
7507          */
7508         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
7509                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
7510                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
7511                         current->state,
7512                         (void *)current->task_state_change,
7513                         (void *)current->task_state_change);
7514
7515         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
7516 }
7517 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
7518
7519 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
7520 {
7521         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
7522
7523         rcu_sleep_check(); /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit reqd. */
7524         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
7525              !is_idle_task(current)) ||
7526             system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
7527                 return;
7528         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
7529                 return;
7530         prev_jiffy = jiffies;
7531
7532         printk(KERN_ERR
7533                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
7534                         file, line);
7535         printk(KERN_ERR
7536                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
7537                         in_atomic(), irqs_disabled(),
7538                         current->pid, current->comm);
7539
7540         if (task_stack_end_corrupted(current))
7541                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
7542
7543         debug_show_held_locks(current);
7544         if (irqs_disabled())
7545                 print_irqtrace_events(current);
7546 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
7547         if (!preempt_count_equals(preempt_offset)) {
7548                 pr_err("Preemption disabled at:");
7549                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
7550                 pr_cont("\n");
7551         }
7552 #endif
7553         dump_stack();
7554 }
7555 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
7556 #endif
7557
7558 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
7559 void normalize_rt_tasks(void)
7560 {
7561         struct task_struct *g, *p;
7562         struct sched_attr attr = {
7563                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7564         };
7565
7566         read_lock(&tasklist_lock);
7567         for_each_process_thread(g, p) {
7568                 /*
7569                  * Only normalize user tasks:
7570                  */
7571                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
7572                         continue;
7573
7574                 p->se.exec_start                = 0;
7575 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
7576                 p->se.statistics.wait_start     = 0;
7577                 p->se.statistics.sleep_start    = 0;
7578                 p->se.statistics.block_start    = 0;
7579 #endif
7580
7581                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
7582                         /*
7583                          * Renice negative nice level userspace
7584                          * tasks back to 0:
7585                          */
7586                         if (task_nice(p) < 0)
7587                                 set_user_nice(p, 0);
7588                         continue;
7589                 }
7590
7591                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
7592         }
7593         read_unlock(&tasklist_lock);
7594 }
7595
7596 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
7597
7598 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
7599 /*
7600  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
7601  *
7602  * They can only be called when the whole system has been
7603  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
7604  * activity can take place. Using them for anything else would
7605  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
7606  * under any other configuration.
7607  */
7608
7609 /**
7610  * curr_task - return the current task for a given cpu.
7611  * @cpu: the processor in question.
7612  *
7613  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7614  *
7615  * Return: The current task for @cpu.
7616  */
7617 struct task_struct *curr_task(int cpu)
7618 {
7619         return cpu_curr(cpu);
7620 }
7621
7622 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
7623
7624 #ifdef CONFIG_IA64
7625 /**
7626  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
7627  * @cpu: the processor in question.
7628  * @p: the task pointer to set.
7629  *
7630  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
7631  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
7632  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
7633  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
7634  * and caller must save the original value of the current task (see
7635  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
7636  * re-starting the system.
7637  *
7638  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
7639  */
7640 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
7641 {
7642         cpu_curr(cpu) = p;
7643 }
7644
7645 #endif
7646
7647 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7648 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7649 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7650
7651 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7652 {
7653         free_fair_sched_group(tg);
7654         free_rt_sched_group(tg);
7655         autogroup_free(tg);
7656         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7657 }
7658
7659 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7660 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7661 {
7662         struct task_group *tg;
7663
7664         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7665         if (!tg)
7666                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7667
7668         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7669                 goto err;
7670
7671         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7672                 goto err;
7673
7674         return tg;
7675
7676 err:
7677         sched_free_group(tg);
7678         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7679 }
7680
7681 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7682 {
7683         unsigned long flags;
7684
7685         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7686         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7687
7688         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
7689
7690         tg->parent = parent;
7691         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7692         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7693         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7694 }
7695
7696 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7697 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7698 {
7699         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
7700         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7701 }
7702
7703 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7704 {
7705         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
7706         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7707 }
7708
7709 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7710 {
7711         unsigned long flags;
7712
7713         /* end participation in shares distribution */
7714         unregister_fair_sched_group(tg);
7715
7716         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7717         list_del_rcu(&tg->list);
7718         list_del_rcu(&tg->siblings);
7719         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7720 }
7721
7722 /* change task's runqueue when it moves between groups.
7723  *      The caller of this function should have put the task in its new group
7724  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
7725  *      reflect its new group.
7726  */
7727 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7728 {
7729         struct task_group *tg;
7730         int queued, running;
7731         struct rq_flags rf;
7732         struct rq *rq;
7733
7734         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7735
7736         running = task_current(rq, tsk);
7737         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7738
7739         if (queued)
7740                 dequeue_task(rq, tsk, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE);
7741         if (unlikely(running))
7742                 put_prev_task(rq, tsk);
7743
7744         /*
7745          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7746          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7747          * to prevent lockdep warnings.
7748          */
7749         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7750                           struct task_group, css);
7751         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7752         tsk->sched_task_group = tg;
7753
7754 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7755         if (tsk->sched_class->task_move_group)
7756                 tsk->sched_class->task_move_group(tsk);
7757         else
7758 #endif
7759                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7760
7761         if (unlikely(running))
7762                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
7763         if (queued)
7764                 enqueue_task(rq, tsk, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_MOVE);
7765
7766         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7767 }
7768 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7769
7770 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7771 /*
7772  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
7773  */
7774 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
7775
7776 /* Must be called with tasklist_lock held */
7777 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
7778 {
7779         struct task_struct *g, *p;
7780
7781         /*
7782          * Autogroups do not have RT tasks; see autogroup_create().
7783          */
7784         if (task_group_is_autogroup(tg))
7785                 return 0;
7786
7787         for_each_process_thread(g, p) {
7788                 if (rt_task(p) && task_group(p) == tg)
7789                         return 1;
7790         }
7791
7792         return 0;
7793 }
7794
7795 struct rt_schedulable_data {
7796         struct task_group *tg;
7797         u64 rt_period;
7798         u64 rt_runtime;
7799 };
7800
7801 static int tg_rt_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
7802 {
7803         struct rt_schedulable_data *d = data;
7804         struct task_group *child;
7805         unsigned long total, sum = 0;
7806         u64 period, runtime;
7807
7808         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7809         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7810
7811         if (tg == d->tg) {
7812                 period = d->rt_period;
7813                 runtime = d->rt_runtime;
7814         }
7815
7816         /*
7817          * Cannot have more runtime than the period.
7818          */
7819         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
7820                 return -EINVAL;
7821
7822         /*
7823          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
7824          */
7825         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
7826                 return -EBUSY;
7827
7828         total = to_ratio(period, runtime);
7829
7830         /*
7831          * Nobody can have more than the global setting allows.
7832          */
7833         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
7834                 return -EINVAL;
7835
7836         /*
7837          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
7838          */
7839         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
7840                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
7841                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
7842
7843                 if (child == d->tg) {
7844                         period = d->rt_period;
7845                         runtime = d->rt_runtime;
7846                 }
7847
7848                 sum += to_ratio(period, runtime);
7849         }
7850
7851         if (sum > total)
7852                 return -EINVAL;
7853
7854         return 0;
7855 }
7856
7857 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
7858 {
7859         int ret;
7860
7861         struct rt_schedulable_data data = {
7862                 .tg = tg,
7863                 .rt_period = period,
7864                 .rt_runtime = runtime,
7865         };
7866
7867         rcu_read_lock();
7868         ret = walk_tg_tree(tg_rt_schedulable, tg_nop, &data);
7869         rcu_read_unlock();
7870
7871         return ret;
7872 }
7873
7874 static int tg_set_rt_bandwidth(struct task_group *tg,
7875                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
7876 {
7877         int i, err = 0;
7878
7879         /*
7880          * Disallowing the root group RT runtime is BAD, it would disallow the
7881          * kernel creating (and or operating) RT threads.
7882          */
7883         if (tg == &root_task_group && rt_runtime == 0)
7884                 return -EINVAL;
7885
7886         /* No period doesn't make any sense. */
7887         if (rt_period == 0)
7888                 return -EINVAL;
7889
7890         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7891         read_lock(&tasklist_lock);
7892         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
7893         if (err)
7894                 goto unlock;
7895
7896         raw_spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7897         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
7898         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
7899
7900         for_each_possible_cpu(i) {
7901                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
7902
7903                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7904                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
7905                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7906         }
7907         raw_spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
7908 unlock:
7909         read_unlock(&tasklist_lock);
7910         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7911
7912         return err;
7913 }
7914
7915 static int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
7916 {
7917         u64 rt_runtime, rt_period;
7918
7919         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7920         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
7921         if (rt_runtime_us < 0)
7922                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
7923
7924         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7925 }
7926
7927 static long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
7928 {
7929         u64 rt_runtime_us;
7930
7931         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
7932                 return -1;
7933
7934         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7935         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
7936         return rt_runtime_us;
7937 }
7938
7939 static int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us)
7940 {
7941         u64 rt_runtime, rt_period;
7942
7943         rt_period = rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
7944         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
7945
7946         return tg_set_rt_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
7947 }
7948
7949 static long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
7950 {
7951         u64 rt_period_us;
7952
7953         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
7954         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
7955         return rt_period_us;
7956 }
7957 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7958
7959 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7960 static int sched_rt_global_constraints(void)
7961 {
7962         int ret = 0;
7963
7964         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
7965         read_lock(&tasklist_lock);
7966         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
7967         read_unlock(&tasklist_lock);
7968         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
7969
7970         return ret;
7971 }
7972
7973 static int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
7974 {
7975         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
7976         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
7977                 return 0;
7978
7979         return 1;
7980 }
7981
7982 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7983 static int sched_rt_global_constraints(void)
7984 {
7985         unsigned long flags;
7986         int i;
7987
7988         raw_spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7989         for_each_possible_cpu(i) {
7990                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
7991
7992                 raw_spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7993                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
7994                 raw_spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
7995         }
7996         raw_spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
7997
7998         return 0;
7999 }
8000 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8001
8002 static int sched_dl_global_validate(void)
8003 {
8004         u64 runtime = global_rt_runtime();
8005         u64 period = global_rt_period();
8006         u64 new_bw = to_ratio(period, runtime);
8007         struct dl_bw *dl_b;
8008         int cpu, ret = 0;
8009         unsigned long flags;
8010
8011         /*
8012          * Here we want to check the bandwidth not being set to some
8013          * value smaller than the currently allocated bandwidth in
8014          * any of the root_domains.
8015          *
8016          * FIXME: Cycling on all the CPUs is overdoing, but simpler than
8017          * cycling on root_domains... Discussion on different/better
8018          * solutions is welcome!
8019          */
8020         for_each_possible_cpu(cpu) {
8021                 rcu_read_lock_sched();
8022                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8023
8024                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8025                 if (new_bw < dl_b->total_bw)
8026                         ret = -EBUSY;
8027                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8028
8029                 rcu_read_unlock_sched();
8030
8031                 if (ret)
8032                         break;
8033         }
8034
8035         return ret;
8036 }
8037
8038 static void sched_dl_do_global(void)
8039 {
8040         u64 new_bw = -1;
8041         struct dl_bw *dl_b;
8042         int cpu;
8043         unsigned long flags;
8044
8045         def_dl_bandwidth.dl_period = global_rt_period();
8046         def_dl_bandwidth.dl_runtime = global_rt_runtime();
8047
8048         if (global_rt_runtime() != RUNTIME_INF)
8049                 new_bw = to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime());
8050
8051         /*
8052          * FIXME: As above...
8053          */
8054         for_each_possible_cpu(cpu) {
8055                 rcu_read_lock_sched();
8056                 dl_b = dl_bw_of(cpu);
8057
8058                 raw_spin_lock_irqsave(&dl_b->lock, flags);
8059                 dl_b->bw = new_bw;
8060                 raw_spin_unlock_irqrestore(&dl_b->lock, flags);
8061
8062                 rcu_read_unlock_sched();
8063         }
8064 }
8065
8066 static int sched_rt_global_validate(void)
8067 {
8068         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
8069                 return -EINVAL;
8070
8071         if ((sysctl_sched_rt_runtime != RUNTIME_INF) &&
8072                 (sysctl_sched_rt_runtime > sysctl_sched_rt_period))
8073                 return -EINVAL;
8074
8075         return 0;
8076 }
8077
8078 static void sched_rt_do_global(void)
8079 {
8080         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
8081         def_rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(global_rt_period());
8082 }
8083
8084 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
8085                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8086                 loff_t *ppos)
8087 {
8088         int old_period, old_runtime;
8089         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8090         int ret;
8091
8092         mutex_lock(&mutex);
8093         old_period = sysctl_sched_rt_period;
8094         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
8095
8096         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8097
8098         if (!ret && write) {
8099                 ret = sched_rt_global_validate();
8100                 if (ret)
8101                         goto undo;
8102
8103                 ret = sched_dl_global_validate();
8104                 if (ret)
8105                         goto undo;
8106
8107                 ret = sched_rt_global_constraints();
8108                 if (ret)
8109                         goto undo;
8110
8111                 sched_rt_do_global();
8112                 sched_dl_do_global();
8113         }
8114         if (0) {
8115 undo:
8116                 sysctl_sched_rt_period = old_period;
8117                 sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
8118         }
8119         mutex_unlock(&mutex);
8120
8121         return ret;
8122 }
8123
8124 int sched_rr_handler(struct ctl_table *table, int write,
8125                 void __user *buffer, size_t *lenp,
8126                 loff_t *ppos)
8127 {
8128         int ret;
8129         static DEFINE_MUTEX(mutex);
8130
8131         mutex_lock(&mutex);
8132         ret = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
8133         /* make sure that internally we keep jiffies */
8134         /* also, writing zero resets timeslice to default */
8135         if (!ret && write) {
8136                 sched_rr_timeslice = sched_rr_timeslice <= 0 ?
8137                         RR_TIMESLICE : msecs_to_jiffies(sched_rr_timeslice);
8138         }
8139         mutex_unlock(&mutex);
8140         return ret;
8141 }
8142
8143 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8144
8145 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
8146 {
8147         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
8148 }
8149
8150 static struct cgroup_subsys_state *
8151 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
8152 {
8153         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
8154         struct task_group *tg;
8155
8156         if (!parent) {
8157                 /* This is early initialization for the top cgroup */
8158                 return &root_task_group.css;
8159         }
8160
8161         tg = sched_create_group(parent);
8162         if (IS_ERR(tg))
8163                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
8164
8165         sched_online_group(tg, parent);
8166
8167         return &tg->css;
8168 }
8169
8170 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
8171 {
8172         struct task_group *tg = css_tg(css);
8173
8174         sched_offline_group(tg);
8175 }
8176
8177 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
8178 {
8179         struct task_group *tg = css_tg(css);
8180
8181         /*
8182          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
8183          */
8184         sched_free_group(tg);
8185 }
8186
8187 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
8188 {
8189         sched_move_task(task);
8190 }
8191
8192 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8193 {
8194         struct task_struct *task;
8195         struct cgroup_subsys_state *css;
8196
8197         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
8198 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8199                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
8200                         return -EINVAL;
8201 #else
8202                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
8203                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
8204                         return -EINVAL;
8205 #endif
8206         }
8207         return 0;
8208 }
8209
8210 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
8211 {
8212         struct task_struct *task;
8213         struct cgroup_subsys_state *css;
8214
8215         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
8216                 sched_move_task(task);
8217 }
8218
8219 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8220 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8221                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
8222 {
8223         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
8224 }
8225
8226 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8227                                struct cftype *cft)
8228 {
8229         struct task_group *tg = css_tg(css);
8230
8231         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
8232 }
8233
8234 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8235 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
8236
8237 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
8238 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
8239
8240 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
8241
8242 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8243 {
8244         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
8245         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8246
8247         if (tg == &root_task_group)
8248                 return -EINVAL;
8249
8250         /*
8251          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
8252          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
8253          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
8254          */
8255         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
8256                 return -EINVAL;
8257
8258         /*
8259          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
8260          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
8261          * feasibility.
8262          */
8263         if (period > max_cfs_quota_period)
8264                 return -EINVAL;
8265
8266         /*
8267          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
8268          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
8269          */
8270         get_online_cpus();
8271         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
8272         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
8273         if (ret)
8274                 goto out_unlock;
8275
8276         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
8277         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
8278         /*
8279          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
8280          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
8281          */
8282         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
8283                 cfs_bandwidth_usage_inc();
8284         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
8285         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
8286         cfs_b->quota = quota;
8287
8288         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
8289         /* restart the period timer (if active) to handle new period expiry */
8290         if (runtime_enabled)
8291                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
8292         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
8293
8294         for_each_online_cpu(i) {
8295                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
8296                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
8297
8298                 raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
8299                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
8300                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
8301
8302                 if (cfs_rq->throttled)
8303                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
8304                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
8305         }
8306         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
8307                 cfs_bandwidth_usage_dec();
8308 out_unlock:
8309         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
8310         put_online_cpus();
8311
8312         return ret;
8313 }
8314
8315 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
8316 {
8317         u64 quota, period;
8318
8319         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8320         if (cfs_quota_us < 0)
8321                 quota = RUNTIME_INF;
8322         else
8323                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
8324
8325         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8326 }
8327
8328 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
8329 {
8330         u64 quota_us;
8331
8332         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
8333                 return -1;
8334
8335         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
8336         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
8337
8338         return quota_us;
8339 }
8340
8341 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
8342 {
8343         u64 quota, period;
8344
8345         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
8346         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
8347
8348         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
8349 }
8350
8351 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
8352 {
8353         u64 cfs_period_us;
8354
8355         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
8356         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
8357
8358         return cfs_period_us;
8359 }
8360
8361 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8362                                   struct cftype *cft)
8363 {
8364         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
8365 }
8366
8367 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
8368                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
8369 {
8370         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
8371 }
8372
8373 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8374                                    struct cftype *cft)
8375 {
8376         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
8377 }
8378
8379 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
8380                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
8381 {
8382         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
8383 }
8384
8385 struct cfs_schedulable_data {
8386         struct task_group *tg;
8387         u64 period, quota;
8388 };
8389
8390 /*
8391  * normalize group quota/period to be quota/max_period
8392  * note: units are usecs
8393  */
8394 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
8395                                struct cfs_schedulable_data *d)
8396 {
8397         u64 quota, period;
8398
8399         if (tg == d->tg) {
8400                 period = d->period;
8401                 quota = d->quota;
8402         } else {
8403                 period = tg_get_cfs_period(tg);
8404                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
8405         }
8406
8407         /* note: these should typically be equivalent */
8408         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
8409                 return RUNTIME_INF;
8410
8411         return to_ratio(period, quota);
8412 }
8413
8414 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
8415 {
8416         struct cfs_schedulable_data *d = data;
8417         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8418         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
8419
8420         if (!tg->parent) {
8421                 quota = RUNTIME_INF;
8422         } else {
8423                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
8424
8425                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
8426                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
8427
8428                 /*
8429                  * ensure max(child_quota) <= parent_quota, inherit when no
8430                  * limit is set
8431                  */
8432                 if (quota == RUNTIME_INF)
8433                         quota = parent_quota;
8434                 else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
8435                         return -EINVAL;
8436         }
8437         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
8438
8439         return 0;
8440 }
8441
8442 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
8443 {
8444         int ret;
8445         struct cfs_schedulable_data data = {
8446                 .tg = tg,
8447                 .period = period,
8448                 .quota = quota,
8449         };
8450
8451         if (quota != RUNTIME_INF) {
8452                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
8453                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
8454         }
8455
8456         rcu_read_lock();
8457         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
8458         rcu_read_unlock();
8459
8460         return ret;
8461 }
8462
8463 static int cpu_stats_show(struct seq_file *sf, void *v)
8464 {
8465         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
8466         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
8467
8468         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
8469         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
8470         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
8471
8472         return 0;
8473 }
8474 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
8475 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8476
8477 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8478 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
8479                                 struct cftype *cft, s64 val)
8480 {
8481         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
8482 }
8483
8484 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8485                                struct cftype *cft)
8486 {
8487         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
8488 }
8489
8490 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8491                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
8492 {
8493         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
8494 }
8495
8496 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
8497                                    struct cftype *cft)
8498 {
8499         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
8500 }
8501 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8502
8503 static struct cftype cpu_files[] = {
8504 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8505         {
8506                 .name = "shares",
8507                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
8508                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
8509         },
8510 #endif
8511 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
8512         {
8513                 .name = "cfs_quota_us",
8514                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
8515                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
8516         },
8517         {
8518                 .name = "cfs_period_us",
8519                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
8520                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
8521         },
8522         {
8523                 .name = "stat",
8524                 .seq_show = cpu_stats_show,
8525         },
8526 #endif
8527 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8528         {
8529                 .name = "rt_runtime_us",
8530                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
8531                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
8532         },
8533         {
8534                 .name = "rt_period_us",
8535                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
8536                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
8537         },
8538 #endif
8539         { }     /* terminate */
8540 };
8541
8542 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
8543         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
8544         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
8545         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
8546         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8547         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8548         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8549         .legacy_cftypes = cpu_files,
8550         .early_init     = true,
8551 };
8552
8553 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8554
8555 void dump_cpu_task(int cpu)
8556 {
8557         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8558         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8559 }
8560
8561 /*
8562  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8563  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8564  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8565  * that remained on nice 0.
8566  *
8567  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8568  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8569  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8570  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8571  * the relative distance between them is ~25%.)
8572  */
8573 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8574  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8575  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8576  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8577  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8578  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8579  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8580  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8581  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8582 };
8583
8584 /*
8585  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8586  *
8587  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8588  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8589  * into multiplications:
8590  */
8591 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8592  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8593  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8594  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8595  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8596  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8597  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8598  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8599  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8600 };