OSDN Git Service

28b68995a4172b4459b162b1544c06cd9fae36c2
[uclinux-h8/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include "sched.h"
9
10 #include <asm/switch_to.h>
11 #include <asm/tlb.h>
12
13 #include "../workqueue_internal.h"
14 #include "../smpboot.h"
15
16 #define CREATE_TRACE_POINTS
17 #include <trace/events/sched.h>
18
19 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
20
21 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
22 /*
23  * Debugging: various feature bits
24  *
25  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
26  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
27  * at compile time and compiler optimization based on features default.
28  */
29 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
30         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
31 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
32 #include "features.h"
33         0;
34 #undef SCHED_FEAT
35 #endif
36
37 /*
38  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
39  * Limited because this is done with IRQs disabled.
40  */
41 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
42
43 /*
44  * period over which we average the RT time consumption, measured
45  * in ms.
46  *
47  * default: 1s
48  */
49 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
50
51 /*
52  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
53  * default: 1s
54  */
55 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
56
57 __read_mostly int scheduler_running;
58
59 /*
60  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
61  * default: 0.95s
62  */
63 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
64
65 /*
66  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
67  */
68 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
69         __acquires(rq->lock)
70 {
71         struct rq *rq;
72
73         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
74
75         for (;;) {
76                 rq = task_rq(p);
77                 raw_spin_lock(&rq->lock);
78                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
79                         rq_pin_lock(rq, rf);
80                         return rq;
81                 }
82                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
83
84                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
85                         cpu_relax();
86         }
87 }
88
89 /*
90  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
91  */
92 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
93         __acquires(p->pi_lock)
94         __acquires(rq->lock)
95 {
96         struct rq *rq;
97
98         for (;;) {
99                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
100                 rq = task_rq(p);
101                 raw_spin_lock(&rq->lock);
102                 /*
103                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
104                  *
105                  *      ACQUIRE (rq->lock)
106                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
107                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
108                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
109                  *                                      [L] ->on_rq
110                  *      RELEASE (rq->lock)
111                  *
112                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock, the acquire of
113                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
114                  *
115                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
116                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
117                  */
118                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
119                         rq_pin_lock(rq, rf);
120                         return rq;
121                 }
122                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
123                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
124
125                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
126                         cpu_relax();
127         }
128 }
129
130 /*
131  * RQ-clock updating methods:
132  */
133
134 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
135 {
136 /*
137  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
138  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
139  */
140 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
141         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
142 #endif
143 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
144         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
145
146         /*
147          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
148          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
149          * {soft,}irq region.
150          *
151          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
152          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
153          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
154          * monotonic.
155          *
156          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
157          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
158          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
159          * atomic ops.
160          */
161         if (irq_delta > delta)
162                 irq_delta = delta;
163
164         rq->prev_irq_time += irq_delta;
165         delta -= irq_delta;
166 #endif
167 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
168         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
169                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
170                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
171
172                 if (unlikely(steal > delta))
173                         steal = delta;
174
175                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
176                 delta -= steal;
177         }
178 #endif
179
180         rq->clock_task += delta;
181
182 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
183         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
184                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
185 #endif
186 }
187
188 void update_rq_clock(struct rq *rq)
189 {
190         s64 delta;
191
192         lockdep_assert_held(&rq->lock);
193
194         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
195                 return;
196
197 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
198         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
199                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
200         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
201 #endif
202
203         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
204         if (delta < 0)
205                 return;
206         rq->clock += delta;
207         update_rq_clock_task(rq, delta);
208 }
209
210
211 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
212 /*
213  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
214  */
215
216 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
217 {
218         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
219                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
220 }
221
222 /*
223  * High-resolution timer tick.
224  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
225  */
226 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
227 {
228         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
229         struct rq_flags rf;
230
231         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
232
233         rq_lock(rq, &rf);
234         update_rq_clock(rq);
235         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
236         rq_unlock(rq, &rf);
237
238         return HRTIMER_NORESTART;
239 }
240
241 #ifdef CONFIG_SMP
242
243 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
244 {
245         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
246
247         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
248 }
249
250 /*
251  * called from hardirq (IPI) context
252  */
253 static void __hrtick_start(void *arg)
254 {
255         struct rq *rq = arg;
256         struct rq_flags rf;
257
258         rq_lock(rq, &rf);
259         __hrtick_restart(rq);
260         rq->hrtick_csd_pending = 0;
261         rq_unlock(rq, &rf);
262 }
263
264 /*
265  * Called to set the hrtick timer state.
266  *
267  * called with rq->lock held and irqs disabled
268  */
269 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
270 {
271         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
272         ktime_t time;
273         s64 delta;
274
275         /*
276          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
277          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
278          */
279         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
280         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
281
282         hrtimer_set_expires(timer, time);
283
284         if (rq == this_rq()) {
285                 __hrtick_restart(rq);
286         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
287                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
288                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
289         }
290 }
291
292 #else
293 /*
294  * Called to set the hrtick timer state.
295  *
296  * called with rq->lock held and irqs disabled
297  */
298 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
299 {
300         /*
301          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
302          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
303          */
304         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
305         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
306                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
307 }
308 #endif /* CONFIG_SMP */
309
310 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
311 {
312 #ifdef CONFIG_SMP
313         rq->hrtick_csd_pending = 0;
314
315         rq->hrtick_csd.flags = 0;
316         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
317         rq->hrtick_csd.info = rq;
318 #endif
319
320         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
321         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
322 }
323 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
324 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
325 {
326 }
327
328 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
329 {
330 }
331 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
332
333 /*
334  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
335  */
336 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
337         ({                                                              \
338                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
339                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
340                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
341                                                                         \
342                 for (;;) {                                              \
343                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
344                         if (_old == _val)                               \
345                                 break;                                  \
346                         _val = _old;                                    \
347                 }                                                       \
348         _old;                                                           \
349 })
350
351 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
352 /*
353  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
354  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
355  * spurious IPIs.
356  */
357 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
358 {
359         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
360         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
361 }
362
363 /*
364  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
365  *
366  * If this returns true, then the idle task promises to call
367  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
368  */
369 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
370 {
371         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
372         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
373
374         for (;;) {
375                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
376                         return false;
377                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
378                         return true;
379                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
380                 if (old == val)
381                         break;
382                 val = old;
383         }
384         return true;
385 }
386
387 #else
388 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
389 {
390         set_tsk_need_resched(p);
391         return true;
392 }
393
394 #ifdef CONFIG_SMP
395 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         return false;
398 }
399 #endif
400 #endif
401
402 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
403 {
404         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
405
406         /*
407          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
408          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
409          * wakeup due to that.
410          *
411          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
412          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
413          */
414         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
415                 return;
416
417         get_task_struct(task);
418
419         /*
420          * The head is context local, there can be no concurrency.
421          */
422         *head->lastp = node;
423         head->lastp = &node->next;
424 }
425
426 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
427 {
428         struct wake_q_node *node = head->first;
429
430         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
431                 struct task_struct *task;
432
433                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
434                 BUG_ON(!task);
435                 /* Task can safely be re-inserted now: */
436                 node = node->next;
437                 task->wake_q.next = NULL;
438
439                 /*
440                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
441                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
442                  */
443                 wake_up_process(task);
444                 put_task_struct(task);
445         }
446 }
447
448 /*
449  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
450  *
451  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
452  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
453  * the target CPU.
454  */
455 void resched_curr(struct rq *rq)
456 {
457         struct task_struct *curr = rq->curr;
458         int cpu;
459
460         lockdep_assert_held(&rq->lock);
461
462         if (test_tsk_need_resched(curr))
463                 return;
464
465         cpu = cpu_of(rq);
466
467         if (cpu == smp_processor_id()) {
468                 set_tsk_need_resched(curr);
469                 set_preempt_need_resched();
470                 return;
471         }
472
473         if (set_nr_and_not_polling(curr))
474                 smp_send_reschedule(cpu);
475         else
476                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
477 }
478
479 void resched_cpu(int cpu)
480 {
481         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
482         unsigned long flags;
483
484         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
485         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
486                 resched_curr(rq);
487         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
488 }
489
490 #ifdef CONFIG_SMP
491 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
492 /*
493  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
494  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
495  *
496  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
497  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
498  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
499  */
500 int get_nohz_timer_target(void)
501 {
502         int i, cpu = smp_processor_id();
503         struct sched_domain *sd;
504
505         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
506                 return cpu;
507
508         rcu_read_lock();
509         for_each_domain(cpu, sd) {
510                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
511                         if (cpu == i)
512                                 continue;
513
514                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
515                                 cpu = i;
516                                 goto unlock;
517                         }
518                 }
519         }
520
521         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
522                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
523 unlock:
524         rcu_read_unlock();
525         return cpu;
526 }
527
528 /*
529  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
530  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
531  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
532  * idle system the next event might even be infinite time into the
533  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
534  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
535  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
536  * wheel for the next timer event.
537  */
538 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
539 {
540         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
541
542         if (cpu == smp_processor_id())
543                 return;
544
545         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
546                 smp_send_reschedule(cpu);
547         else
548                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
549 }
550
551 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
552 {
553         /*
554          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
555          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
556          * If needed we can still optimize that later with an
557          * empty IRQ.
558          */
559         if (cpu_is_offline(cpu))
560                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
561         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
562                 if (cpu != smp_processor_id() ||
563                     tick_nohz_tick_stopped())
564                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
565                 return true;
566         }
567
568         return false;
569 }
570
571 /*
572  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
573  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
574  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
575  */
576 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
577 {
578         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
579                 wake_up_idle_cpu(cpu);
580 }
581
582 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
583 {
584         int cpu = smp_processor_id();
585
586         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
587                 return false;
588
589         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
590                 return true;
591
592         /*
593          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
594          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
595          */
596         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
597         return false;
598 }
599
600 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
601
602 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
603 {
604         return false;
605 }
606
607 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
608
609 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
610 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
611 {
612         int fifo_nr_running;
613
614         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
615         if (rq->dl.dl_nr_running)
616                 return false;
617
618         /*
619          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
620          * actual RR behaviour.
621          */
622         if (rq->rt.rr_nr_running) {
623                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
624                         return true;
625                 else
626                         return false;
627         }
628
629         /*
630          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
631          * forced preemption between FIFO tasks.
632          */
633         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
634         if (fifo_nr_running)
635                 return true;
636
637         /*
638          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
639          * if there's more than one we need the tick for involuntary
640          * preemption.
641          */
642         if (rq->nr_running > 1)
643                 return false;
644
645         return true;
646 }
647 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
648
649 void sched_avg_update(struct rq *rq)
650 {
651         s64 period = sched_avg_period();
652
653         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
654                 /*
655                  * Inline assembly required to prevent the compiler
656                  * optimising this loop into a divmod call.
657                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
658                  */
659                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
660                 rq->age_stamp += period;
661                 rq->rt_avg /= 2;
662         }
663 }
664
665 #endif /* CONFIG_SMP */
666
667 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
668                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
669 /*
670  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
671  * node and @up when leaving it for the final time.
672  *
673  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
674  */
675 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
676                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
677 {
678         struct task_group *parent, *child;
679         int ret;
680
681         parent = from;
682
683 down:
684         ret = (*down)(parent, data);
685         if (ret)
686                 goto out;
687         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
688                 parent = child;
689                 goto down;
690
691 up:
692                 continue;
693         }
694         ret = (*up)(parent, data);
695         if (ret || parent == from)
696                 goto out;
697
698         child = parent;
699         parent = parent->parent;
700         if (parent)
701                 goto up;
702 out:
703         return ret;
704 }
705
706 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
707 {
708         return 0;
709 }
710 #endif
711
712 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
713 {
714         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
715         struct load_weight *load = &p->se.load;
716
717         /*
718          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
719          */
720         if (idle_policy(p->policy)) {
721                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
722                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
723                 return;
724         }
725
726         /*
727          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
728          * weight
729          */
730         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
731                 reweight_task(p, prio);
732         } else {
733                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
734                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
735         }
736 }
737
738 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
739 {
740         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
741                 update_rq_clock(rq);
742
743         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
744                 sched_info_queued(rq, p);
745
746         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
747 }
748
749 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
750 {
751         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
752                 update_rq_clock(rq);
753
754         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
755                 sched_info_dequeued(rq, p);
756
757         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
758 }
759
760 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
761 {
762         if (task_contributes_to_load(p))
763                 rq->nr_uninterruptible--;
764
765         enqueue_task(rq, p, flags);
766 }
767
768 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
769 {
770         if (task_contributes_to_load(p))
771                 rq->nr_uninterruptible++;
772
773         dequeue_task(rq, p, flags);
774 }
775
776 /*
777  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
778  */
779 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
780 {
781         return p->static_prio;
782 }
783
784 /*
785  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
786  * without taking RT-inheritance into account. Might be
787  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
788  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
789  * estimator recalculates.
790  */
791 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
792 {
793         int prio;
794
795         if (task_has_dl_policy(p))
796                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
797         else if (task_has_rt_policy(p))
798                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
799         else
800                 prio = __normal_prio(p);
801         return prio;
802 }
803
804 /*
805  * Calculate the current priority, i.e. the priority
806  * taken into account by the scheduler. This value might
807  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
808  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
809  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
810  */
811 static int effective_prio(struct task_struct *p)
812 {
813         p->normal_prio = normal_prio(p);
814         /*
815          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
816          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
817          * to the normal priority:
818          */
819         if (!rt_prio(p->prio))
820                 return p->normal_prio;
821         return p->prio;
822 }
823
824 /**
825  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
826  * @p: the task in question.
827  *
828  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
829  */
830 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
831 {
832         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
833 }
834
835 /*
836  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
837  * use the balance_callback list if you want balancing.
838  *
839  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
840  * balance_callback().
841  */
842 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
843                                        const struct sched_class *prev_class,
844                                        int oldprio)
845 {
846         if (prev_class != p->sched_class) {
847                 if (prev_class->switched_from)
848                         prev_class->switched_from(rq, p);
849
850                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
851         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
852                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
853 }
854
855 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
856 {
857         const struct sched_class *class;
858
859         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
860                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
861         } else {
862                 for_each_class(class) {
863                         if (class == rq->curr->sched_class)
864                                 break;
865                         if (class == p->sched_class) {
866                                 resched_curr(rq);
867                                 break;
868                         }
869                 }
870         }
871
872         /*
873          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
874          * this case, we can save a useless back to back clock update.
875          */
876         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
877                 rq_clock_skip_update(rq, true);
878 }
879
880 #ifdef CONFIG_SMP
881 /*
882  * This is how migration works:
883  *
884  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
885  *    stop_one_cpu().
886  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
887  *    off the CPU)
888  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
889  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
890  *    it and puts it into the right queue.
891  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
892  *    is done.
893  */
894
895 /*
896  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
897  *
898  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
899  */
900 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
901                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
902 {
903         lockdep_assert_held(&rq->lock);
904
905         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
906         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
907         set_task_cpu(p, new_cpu);
908         rq_unlock(rq, rf);
909
910         rq = cpu_rq(new_cpu);
911
912         rq_lock(rq, rf);
913         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
914         enqueue_task(rq, p, 0);
915         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
916         check_preempt_curr(rq, p, 0);
917
918         return rq;
919 }
920
921 struct migration_arg {
922         struct task_struct *task;
923         int dest_cpu;
924 };
925
926 /*
927  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
928  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
929  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
930  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
931  *
932  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
933  * as the task is no longer on this CPU.
934  */
935 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
936                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
937 {
938         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
939                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
940                         return rq;
941         } else {
942                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
943                         return rq;
944         }
945
946         /* Affinity changed (again). */
947         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
948                 return rq;
949
950         update_rq_clock(rq);
951         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
952
953         return rq;
954 }
955
956 /*
957  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
958  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
959  * 'pushing' onto another runqueue.
960  */
961 static int migration_cpu_stop(void *data)
962 {
963         struct migration_arg *arg = data;
964         struct task_struct *p = arg->task;
965         struct rq *rq = this_rq();
966         struct rq_flags rf;
967
968         /*
969          * The original target CPU might have gone down and we might
970          * be on another CPU but it doesn't matter.
971          */
972         local_irq_disable();
973         /*
974          * We need to explicitly wake pending tasks before running
975          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
976          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
977          */
978         sched_ttwu_pending();
979
980         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
981         rq_lock(rq, &rf);
982         /*
983          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
984          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
985          * we're holding p->pi_lock.
986          */
987         if (task_rq(p) == rq) {
988                 if (task_on_rq_queued(p))
989                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
990                 else
991                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
992         }
993         rq_unlock(rq, &rf);
994         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
995
996         local_irq_enable();
997         return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1002  * actually call this function.
1003  */
1004 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1005 {
1006         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1007         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1008 }
1009
1010 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1011 {
1012         struct rq *rq = task_rq(p);
1013         bool queued, running;
1014
1015         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1016
1017         queued = task_on_rq_queued(p);
1018         running = task_current(rq, p);
1019
1020         if (queued) {
1021                 /*
1022                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1023                  * holding rq->lock.
1024                  */
1025                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1026                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1027         }
1028         if (running)
1029                 put_prev_task(rq, p);
1030
1031         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1032
1033         if (queued)
1034                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1035         if (running)
1036                 set_curr_task(rq, p);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1041  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1042  * is removed from the allowed bitmask.
1043  *
1044  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1045  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1046  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1047  */
1048 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1049                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1050 {
1051         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1052         unsigned int dest_cpu;
1053         struct rq_flags rf;
1054         struct rq *rq;
1055         int ret = 0;
1056
1057         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1058         update_rq_clock(rq);
1059
1060         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1061                 /*
1062                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1063                  */
1064                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1069          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1070          */
1071         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1072                 ret = -EINVAL;
1073                 goto out;
1074         }
1075
1076         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1077                 goto out;
1078
1079         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1080                 ret = -EINVAL;
1081                 goto out;
1082         }
1083
1084         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1085
1086         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1087                 /*
1088                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1089                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1090                  */
1091                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1092                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1093                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1094         }
1095
1096         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1097         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1098                 goto out;
1099
1100         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1101         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1102                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1103                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1104                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1105                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1106                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1107                 return 0;
1108         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1109                 /*
1110                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1111                  * afterwards anyway.
1112                  */
1113                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1114         }
1115 out:
1116         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1117
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1122 {
1123         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1126
1127 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1128 {
1129 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1130         /*
1131          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1132          * ttwu() will sort out the placement.
1133          */
1134         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1135                         !p->on_rq);
1136
1137         /*
1138          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1139          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1140          * time relying on p->on_rq.
1141          */
1142         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1143                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1144                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1145
1146 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1147         /*
1148          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1149          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1150          *
1151          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1152          * see task_group().
1153          *
1154          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1155          * task_rq_lock().
1156          */
1157         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1158                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1159 #endif
1160         /*
1161          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1162          */
1163         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1164 #endif
1165
1166         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1167
1168         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1169                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1170                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1171                 p->se.nr_migrations++;
1172                 perf_event_task_migrate(p);
1173         }
1174
1175         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1176 }
1177
1178 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1179 {
1180         if (task_on_rq_queued(p)) {
1181                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1182                 struct rq_flags srf, drf;
1183
1184                 src_rq = task_rq(p);
1185                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1186
1187                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1188                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1189
1190                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1191                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1192                 set_task_cpu(p, cpu);
1193                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1194                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1195                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1196
1197                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1198                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1199
1200         } else {
1201                 /*
1202                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1203                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1204                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1205                  */
1206                 p->wake_cpu = cpu;
1207         }
1208 }
1209
1210 struct migration_swap_arg {
1211         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1212         int src_cpu, dst_cpu;
1213 };
1214
1215 static int migrate_swap_stop(void *data)
1216 {
1217         struct migration_swap_arg *arg = data;
1218         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1219         int ret = -EAGAIN;
1220
1221         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1222                 return -EAGAIN;
1223
1224         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1225         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1226
1227         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1228                         &arg->dst_task->pi_lock);
1229         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1230
1231         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1232                 goto unlock;
1233
1234         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1235                 goto unlock;
1236
1237         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1238                 goto unlock;
1239
1240         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1241                 goto unlock;
1242
1243         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1244         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1245
1246         ret = 0;
1247
1248 unlock:
1249         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1250         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1251         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1252
1253         return ret;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Cross migrate two tasks
1258  */
1259 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1260 {
1261         struct migration_swap_arg arg;
1262         int ret = -EINVAL;
1263
1264         arg = (struct migration_swap_arg){
1265                 .src_task = cur,
1266                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1267                 .dst_task = p,
1268                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1269         };
1270
1271         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1272                 goto out;
1273
1274         /*
1275          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1276          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1277          */
1278         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1279                 goto out;
1280
1281         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1282                 goto out;
1283
1284         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1285                 goto out;
1286
1287         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1288         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1289
1290 out:
1291         return ret;
1292 }
1293
1294 /*
1295  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1296  *
1297  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1298  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1299  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1300  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1301  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1302  * @p has remained unscheduled the whole time.
1303  *
1304  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1305  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1306  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1307  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1308  * waiting to become inactive.
1309  */
1310 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1311 {
1312         int running, queued;
1313         struct rq_flags rf;
1314         unsigned long ncsw;
1315         struct rq *rq;
1316
1317         for (;;) {
1318                 /*
1319                  * We do the initial early heuristics without holding
1320                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1321                  * the runqueue lock when things look like they will
1322                  * work out!
1323                  */
1324                 rq = task_rq(p);
1325
1326                 /*
1327                  * If the task is actively running on another CPU
1328                  * still, just relax and busy-wait without holding
1329                  * any locks.
1330                  *
1331                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1332                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1333                  * But we don't care, since "task_running()" will
1334                  * return false if the runqueue has changed and p
1335                  * is actually now running somewhere else!
1336                  */
1337                 while (task_running(rq, p)) {
1338                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1339                                 return 0;
1340                         cpu_relax();
1341                 }
1342
1343                 /*
1344                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1345                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1346                  * just go back and repeat.
1347                  */
1348                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1349                 trace_sched_wait_task(p);
1350                 running = task_running(rq, p);
1351                 queued = task_on_rq_queued(p);
1352                 ncsw = 0;
1353                 if (!match_state || p->state == match_state)
1354                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1355                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1356
1357                 /*
1358                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1359                  */
1360                 if (unlikely(!ncsw))
1361                         break;
1362
1363                 /*
1364                  * Was it really running after all now that we
1365                  * checked with the proper locks actually held?
1366                  *
1367                  * Oops. Go back and try again..
1368                  */
1369                 if (unlikely(running)) {
1370                         cpu_relax();
1371                         continue;
1372                 }
1373
1374                 /*
1375                  * It's not enough that it's not actively running,
1376                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1377                  * preempted!
1378                  *
1379                  * So if it was still runnable (but just not actively
1380                  * running right now), it's preempted, and we should
1381                  * yield - it could be a while.
1382                  */
1383                 if (unlikely(queued)) {
1384                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1385
1386                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1387                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1388                         continue;
1389                 }
1390
1391                 /*
1392                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1393                  * runnable, which means that it will never become
1394                  * running in the future either. We're all done!
1395                  */
1396                 break;
1397         }
1398
1399         return ncsw;
1400 }
1401
1402 /***
1403  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1404  * @p: the to-be-kicked thread
1405  *
1406  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1407  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1408  *
1409  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1410  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1411  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1412  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1413  * achieved as well.
1414  */
1415 void kick_process(struct task_struct *p)
1416 {
1417         int cpu;
1418
1419         preempt_disable();
1420         cpu = task_cpu(p);
1421         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1422                 smp_send_reschedule(cpu);
1423         preempt_enable();
1424 }
1425 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1426
1427 /*
1428  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1429  *
1430  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1431  *
1432  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1433  *
1434  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1435  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1436  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1437  *    see it.
1438  *
1439  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1440  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1441  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1442  *    off.
1443  *
1444  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1445  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1446  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1447  * to satisfy the above rules.
1448  */
1449 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1450 {
1451         int nid = cpu_to_node(cpu);
1452         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1453         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1454         int dest_cpu;
1455
1456         /*
1457          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1458          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1459          * select the CPU on the other node.
1460          */
1461         if (nid != -1) {
1462                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1463
1464                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1465                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1466                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1467                                 continue;
1468                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1469                                 return dest_cpu;
1470                 }
1471         }
1472
1473         for (;;) {
1474                 /* Any allowed, online CPU? */
1475                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1476                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1477                                 continue;
1478                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1479                                 continue;
1480                         goto out;
1481                 }
1482
1483                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1484                 switch (state) {
1485                 case cpuset:
1486                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1487                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1488                                 state = possible;
1489                                 break;
1490                         }
1491                         /* Fall-through */
1492                 case possible:
1493                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1494                         state = fail;
1495                         break;
1496
1497                 case fail:
1498                         BUG();
1499                         break;
1500                 }
1501         }
1502
1503 out:
1504         if (state != cpuset) {
1505                 /*
1506                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1507                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1508                  * leave kernel.
1509                  */
1510                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1511                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1512                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1513                 }
1514         }
1515
1516         return dest_cpu;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1521  */
1522 static inline
1523 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1524 {
1525         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1526
1527         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1528                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1529         else
1530                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1531
1532         /*
1533          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1534          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1535          * CPU.
1536          *
1537          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1538          *
1539          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1540          *   not worry about this generic constraint ]
1541          */
1542         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1543                      !cpu_online(cpu)))
1544                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1545
1546         return cpu;
1547 }
1548
1549 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1550 {
1551         s64 diff = sample - *avg;
1552         *avg += diff >> 3;
1553 }
1554
1555 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1556 {
1557         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1558         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1559
1560         if (stop) {
1561                 /*
1562                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1563                  * userspace knows about and won't get confused about.
1564                  *
1565                  * Also, it will make PI more or less work without too
1566                  * much confusion -- but then, stop work should not
1567                  * rely on PI working anyway.
1568                  */
1569                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1570
1571                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1572         }
1573
1574         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1575
1576         if (old_stop) {
1577                 /*
1578                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1579                  * it can die in pieces.
1580                  */
1581                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1582         }
1583 }
1584
1585 #else
1586
1587 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1588                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1589 {
1590         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1591 }
1592
1593 #endif /* CONFIG_SMP */
1594
1595 static void
1596 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1597 {
1598         struct rq *rq;
1599
1600         if (!schedstat_enabled())
1601                 return;
1602
1603         rq = this_rq();
1604
1605 #ifdef CONFIG_SMP
1606         if (cpu == rq->cpu) {
1607                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1608                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1609         } else {
1610                 struct sched_domain *sd;
1611
1612                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1613                 rcu_read_lock();
1614                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1615                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1616                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1617                                 break;
1618                         }
1619                 }
1620                 rcu_read_unlock();
1621         }
1622
1623         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1624                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1625 #endif /* CONFIG_SMP */
1626
1627         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1628         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1629
1630         if (wake_flags & WF_SYNC)
1631                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1632 }
1633
1634 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1635 {
1636         activate_task(rq, p, en_flags);
1637         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1638
1639         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1640         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1641                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1646  */
1647 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1648                            struct rq_flags *rf)
1649 {
1650         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1651         p->state = TASK_RUNNING;
1652         trace_sched_wakeup(p);
1653
1654 #ifdef CONFIG_SMP
1655         if (p->sched_class->task_woken) {
1656                 /*
1657                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1658                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1659                  */
1660                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1661                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1662                 rq_repin_lock(rq, rf);
1663         }
1664
1665         if (rq->idle_stamp) {
1666                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1667                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1668
1669                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1670
1671                 if (rq->avg_idle > max)
1672                         rq->avg_idle = max;
1673
1674                 rq->idle_stamp = 0;
1675         }
1676 #endif
1677 }
1678
1679 static void
1680 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1681                  struct rq_flags *rf)
1682 {
1683         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1684
1685         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1686
1687 #ifdef CONFIG_SMP
1688         if (p->sched_contributes_to_load)
1689                 rq->nr_uninterruptible--;
1690
1691         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1692                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1693 #endif
1694
1695         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1696         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1701  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1702  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1703  * the task is still ->on_rq.
1704  */
1705 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1706 {
1707         struct rq_flags rf;
1708         struct rq *rq;
1709         int ret = 0;
1710
1711         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1712         if (task_on_rq_queued(p)) {
1713                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1714                 update_rq_clock(rq);
1715                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1716                 ret = 1;
1717         }
1718         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1719
1720         return ret;
1721 }
1722
1723 #ifdef CONFIG_SMP
1724 void sched_ttwu_pending(void)
1725 {
1726         struct rq *rq = this_rq();
1727         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1728         struct task_struct *p, *t;
1729         struct rq_flags rf;
1730
1731         if (!llist)
1732                 return;
1733
1734         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1735         update_rq_clock(rq);
1736
1737         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1738                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1739
1740         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1741 }
1742
1743 void scheduler_ipi(void)
1744 {
1745         /*
1746          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1747          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1748          * this IPI.
1749          */
1750         preempt_fold_need_resched();
1751
1752         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1753                 return;
1754
1755         /*
1756          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1757          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1758          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1759          * we do call them.
1760          *
1761          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1762          * properly.
1763          *
1764          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1765          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1766          * somewhat pessimize the simple resched case.
1767          */
1768         irq_enter();
1769         sched_ttwu_pending();
1770
1771         /*
1772          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1773          */
1774         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1775                 this_rq()->idle_balance = 1;
1776                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1777         }
1778         irq_exit();
1779 }
1780
1781 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1782 {
1783         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1784
1785         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1786
1787         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1788                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1789                         smp_send_reschedule(cpu);
1790                 else
1791                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1792         }
1793 }
1794
1795 void wake_up_if_idle(int cpu)
1796 {
1797         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1798         struct rq_flags rf;
1799
1800         rcu_read_lock();
1801
1802         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1803                 goto out;
1804
1805         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1806                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1807         } else {
1808                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1809                 if (is_idle_task(rq->curr))
1810                         smp_send_reschedule(cpu);
1811                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1812                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1813         }
1814
1815 out:
1816         rcu_read_unlock();
1817 }
1818
1819 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1820 {
1821         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1822 }
1823 #endif /* CONFIG_SMP */
1824
1825 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1826 {
1827         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1828         struct rq_flags rf;
1829
1830 #if defined(CONFIG_SMP)
1831         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1832                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1833                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1834                 return;
1835         }
1836 #endif
1837
1838         rq_lock(rq, &rf);
1839         update_rq_clock(rq);
1840         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1841         rq_unlock(rq, &rf);
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1846  *
1847  *  MIGRATION
1848  *
1849  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1850  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1851  * execution on its new CPU [c1].
1852  *
1853  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1854  *
1855  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1856  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1857  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1858  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1859  *
1860  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1861  * Note: we only require RCpc transitivity.
1862  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1863  *
1864  * Example:
1865  *
1866  *   CPU0            CPU1            CPU2
1867  *
1868  *   LOCK rq(0)->lock
1869  *   sched-out X
1870  *   sched-in Y
1871  *   UNLOCK rq(0)->lock
1872  *
1873  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1874  *                                   dequeue X
1875  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1876  *
1877  *                                   LOCK rq(1)->lock
1878  *                                   enqueue X
1879  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1880  *
1881  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1882  *                   sched-out Z
1883  *                   sched-in X
1884  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1885  *
1886  *
1887  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1888  *
1889  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1890  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1891  * chain to provide order. Instead we do:
1892  *
1893  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1894  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1895  *
1896  * Example:
1897  *
1898  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1899  *
1900  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1901  *   dequeue X
1902  *   sched-out X
1903  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1904  *
1905  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1906  *                    X->state = WAKING
1907  *                    set_task_cpu(X,2)
1908  *
1909  *                    LOCK rq(2)->lock
1910  *                    enqueue X
1911  *                    X->state = RUNNING
1912  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1913  *
1914  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1915  *                                          sched-out Z
1916  *                                          sched-in X
1917  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1918  *
1919  *                    UNLOCK X->pi_lock
1920  *   UNLOCK rq(0)->lock
1921  *
1922  *
1923  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1924  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1925  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1926  * its wakeup.
1927  *
1928  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1929  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1930  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1931  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1932  *
1933  */
1934
1935 /**
1936  * try_to_wake_up - wake up a thread
1937  * @p: the thread to be awakened
1938  * @state: the mask of task states that can be woken
1939  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1940  *
1941  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1942  *
1943  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1944  *
1945  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1946  * set_current_state().
1947  *
1948  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1949  *         %false otherwise.
1950  */
1951 static int
1952 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1953 {
1954         unsigned long flags;
1955         int cpu, success = 0;
1956
1957         /*
1958          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1959          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1960          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1961          * set_current_state() the waiting thread does.
1962          */
1963         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1964         smp_mb__after_spinlock();
1965         if (!(p->state & state))
1966                 goto out;
1967
1968         trace_sched_waking(p);
1969
1970         /* We're going to change ->state: */
1971         success = 1;
1972         cpu = task_cpu(p);
1973
1974         /*
1975          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1976          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1977          * in smp_cond_load_acquire() below.
1978          *
1979          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1980          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1981          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1982          *                              \
1983          *                               +---   RMB
1984          * schedule()                   /
1985          *       LOCK rq->lock    -----'
1986          *       UNLOCK rq->lock
1987          *
1988          * [task p]
1989          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
1990          *
1991          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
1992          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
1993          * current.
1994          */
1995         smp_rmb();
1996         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1997                 goto stat;
1998
1999 #ifdef CONFIG_SMP
2000         /*
2001          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2002          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2003          *
2004          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2005          * from the runqueue.
2006          *
2007          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2008          *      UNLOCK rq->lock
2009          *                      RMB
2010          *      LOCK   rq->lock
2011          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2012          *
2013          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2014          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2015          * task, the second putting it to sleep.
2016          */
2017         smp_rmb();
2018
2019         /*
2020          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2021          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2022          *
2023          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2024          *
2025          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2026          * their previous state and preserve Program Order.
2027          */
2028         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2029
2030         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2031         p->state = TASK_WAKING;
2032
2033         if (p->in_iowait) {
2034                 delayacct_blkio_end(p);
2035                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2036         }
2037
2038         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2039         if (task_cpu(p) != cpu) {
2040                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2041                 set_task_cpu(p, cpu);
2042         }
2043
2044 #else /* CONFIG_SMP */
2045
2046         if (p->in_iowait) {
2047                 delayacct_blkio_end(p);
2048                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2049         }
2050
2051 #endif /* CONFIG_SMP */
2052
2053         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2054 stat:
2055         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2056 out:
2057         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2058
2059         return success;
2060 }
2061
2062 /**
2063  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2064  * @p: the thread to be awakened
2065  * @rf: request-queue flags for pinning
2066  *
2067  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2068  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2069  * the current task.
2070  */
2071 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2072 {
2073         struct rq *rq = task_rq(p);
2074
2075         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2076             WARN_ON_ONCE(p == current))
2077                 return;
2078
2079         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2080
2081         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2082                 /*
2083                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2084                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2085                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2086                  * not yet picked a replacement task.
2087                  */
2088                 rq_unlock(rq, rf);
2089                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2090                 rq_relock(rq, rf);
2091         }
2092
2093         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2094                 goto out;
2095
2096         trace_sched_waking(p);
2097
2098         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2099                 if (p->in_iowait) {
2100                         delayacct_blkio_end(p);
2101                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2102                 }
2103                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2104         }
2105
2106         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2107         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2108 out:
2109         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2110 }
2111
2112 /**
2113  * wake_up_process - Wake up a specific process
2114  * @p: The process to be woken up.
2115  *
2116  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2117  * processes.
2118  *
2119  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2120  *
2121  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2122  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2123  */
2124 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2125 {
2126         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2127 }
2128 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2129
2130 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2131 {
2132         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2137  * p is forked by current.
2138  *
2139  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2140  */
2141 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2142 {
2143         p->on_rq                        = 0;
2144
2145         p->se.on_rq                     = 0;
2146         p->se.exec_start                = 0;
2147         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2148         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2149         p->se.nr_migrations             = 0;
2150         p->se.vruntime                  = 0;
2151         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2152
2153 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2154         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2155 #endif
2156
2157 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2158         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2159         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2160 #endif
2161
2162         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2163         init_dl_task_timer(&p->dl);
2164         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2165         __dl_clear_params(p);
2166
2167         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2168         p->rt.timeout           = 0;
2169         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2170         p->rt.on_rq             = 0;
2171         p->rt.on_list           = 0;
2172
2173 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2174         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2175 #endif
2176
2177 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2178         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2179                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2180                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2181         }
2182
2183         if (clone_flags & CLONE_VM)
2184                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2185         else
2186                 p->numa_preferred_nid = -1;
2187
2188         p->node_stamp = 0ULL;
2189         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2190         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2191         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2192         p->numa_faults = NULL;
2193         p->last_task_numa_placement = 0;
2194         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2195
2196         p->numa_group = NULL;
2197 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2198 }
2199
2200 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2201
2202 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2203
2204 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2205 {
2206         if (enabled)
2207                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2208         else
2209                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2210 }
2211
2212 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2213 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2214                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2215 {
2216         struct ctl_table t;
2217         int err;
2218         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2219
2220         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2221                 return -EPERM;
2222
2223         t = *table;
2224         t.data = &state;
2225         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2226         if (err < 0)
2227                 return err;
2228         if (write)
2229                 set_numabalancing_state(state);
2230         return err;
2231 }
2232 #endif
2233 #endif
2234
2235 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2236
2237 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2238 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2239
2240 static void set_schedstats(bool enabled)
2241 {
2242         if (enabled)
2243                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2244         else
2245                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2246 }
2247
2248 void force_schedstat_enabled(void)
2249 {
2250         if (!schedstat_enabled()) {
2251                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2252                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2253         }
2254 }
2255
2256 static int __init setup_schedstats(char *str)
2257 {
2258         int ret = 0;
2259         if (!str)
2260                 goto out;
2261
2262         /*
2263          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2264          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2265          * variable so init_schedstats() can do it later.
2266          */
2267         if (!strcmp(str, "enable")) {
2268                 __sched_schedstats = true;
2269                 ret = 1;
2270         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2271                 __sched_schedstats = false;
2272                 ret = 1;
2273         }
2274 out:
2275         if (!ret)
2276                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2277
2278         return ret;
2279 }
2280 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2281
2282 static void __init init_schedstats(void)
2283 {
2284         set_schedstats(__sched_schedstats);
2285 }
2286
2287 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2288 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2289                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2290 {
2291         struct ctl_table t;
2292         int err;
2293         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2294
2295         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2296                 return -EPERM;
2297
2298         t = *table;
2299         t.data = &state;
2300         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2301         if (err < 0)
2302                 return err;
2303         if (write)
2304                 set_schedstats(state);
2305         return err;
2306 }
2307 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2308 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2309 static inline void init_schedstats(void) {}
2310 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2311
2312 /*
2313  * fork()/clone()-time setup:
2314  */
2315 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2316 {
2317         unsigned long flags;
2318         int cpu = get_cpu();
2319
2320         __sched_fork(clone_flags, p);
2321         /*
2322          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2323          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2324          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2325          */
2326         p->state = TASK_NEW;
2327
2328         /*
2329          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2330          */
2331         p->prio = current->normal_prio;
2332
2333         /*
2334          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2335          */
2336         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2337                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2338                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2339                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2340                         p->rt_priority = 0;
2341                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2342                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2343
2344                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2345                 set_load_weight(p, false);
2346
2347                 /*
2348                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2349                  * fulfilled its duty:
2350                  */
2351                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2352         }
2353
2354         if (dl_prio(p->prio)) {
2355                 put_cpu();
2356                 return -EAGAIN;
2357         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2358                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2359         } else {
2360                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2361         }
2362
2363         init_entity_runnable_average(&p->se);
2364
2365         /*
2366          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2367          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2368          * is ran before sched_fork().
2369          *
2370          * Silence PROVE_RCU.
2371          */
2372         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2373         /*
2374          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2375          * so use __set_task_cpu().
2376          */
2377         __set_task_cpu(p, cpu);
2378         if (p->sched_class->task_fork)
2379                 p->sched_class->task_fork(p);
2380         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2381
2382 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2383         if (likely(sched_info_on()))
2384                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2385 #endif
2386 #if defined(CONFIG_SMP)
2387         p->on_cpu = 0;
2388 #endif
2389         init_task_preempt_count(p);
2390 #ifdef CONFIG_SMP
2391         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2392         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2393 #endif
2394
2395         put_cpu();
2396         return 0;
2397 }
2398
2399 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2400 {
2401         if (runtime == RUNTIME_INF)
2402                 return BW_UNIT;
2403
2404         /*
2405          * Doing this here saves a lot of checks in all
2406          * the calling paths, and returning zero seems
2407          * safe for them anyway.
2408          */
2409         if (period == 0)
2410                 return 0;
2411
2412         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2413 }
2414
2415 /*
2416  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2417  *
2418  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2419  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2420  * on the runqueue and wakes it.
2421  */
2422 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2423 {
2424         struct rq_flags rf;
2425         struct rq *rq;
2426
2427         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2428         p->state = TASK_RUNNING;
2429 #ifdef CONFIG_SMP
2430         /*
2431          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2432          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2433          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2434          *
2435          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2436          * as we're not fully set-up yet.
2437          */
2438         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2439         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2440 #endif
2441         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2442         update_rq_clock(rq);
2443         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2444
2445         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2446         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2447         trace_sched_wakeup_new(p);
2448         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2449 #ifdef CONFIG_SMP
2450         if (p->sched_class->task_woken) {
2451                 /*
2452                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2453                  * drop it.
2454                  */
2455                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2456                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2457                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2458         }
2459 #endif
2460         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2461 }
2462
2463 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2464
2465 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2466
2467 void preempt_notifier_inc(void)
2468 {
2469         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2470 }
2471 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2472
2473 void preempt_notifier_dec(void)
2474 {
2475         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2476 }
2477 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2478
2479 /**
2480  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2481  * @notifier: notifier struct to register
2482  */
2483 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2484 {
2485         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2486                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2487
2488         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2491
2492 /**
2493  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2494  * @notifier: notifier struct to unregister
2495  *
2496  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2497  */
2498 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2499 {
2500         hlist_del(&notifier->link);
2501 }
2502 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2503
2504 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2505 {
2506         struct preempt_notifier *notifier;
2507
2508         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2509                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2510 }
2511
2512 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2513 {
2514         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2515                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2516 }
2517
2518 static void
2519 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2520                                    struct task_struct *next)
2521 {
2522         struct preempt_notifier *notifier;
2523
2524         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2525                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2526 }
2527
2528 static __always_inline void
2529 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2530                                  struct task_struct *next)
2531 {
2532         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2533                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2534 }
2535
2536 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2537
2538 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2539 {
2540 }
2541
2542 static inline void
2543 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2544                                  struct task_struct *next)
2545 {
2546 }
2547
2548 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2549
2550 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2551 {
2552 #ifdef CONFIG_SMP
2553         /*
2554          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2555          * such that any running task will have this set.
2556          */
2557         next->on_cpu = 1;
2558 #endif
2559 }
2560
2561 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2562 {
2563 #ifdef CONFIG_SMP
2564         /*
2565          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2566          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2567          * finished.
2568          *
2569          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2570          * happen before this.
2571          *
2572          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2573          */
2574         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2575 #endif
2576 }
2577
2578 static inline void
2579 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2580 {
2581         /*
2582          * Since the runqueue lock will be released by the next
2583          * task (which is an invalid locking op but in the case
2584          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2585          * do an early lockdep release here:
2586          */
2587         rq_unpin_lock(rq, rf);
2588         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2589 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2590         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2591         rq->lock.owner = next;
2592 #endif
2593 }
2594
2595 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2596 {
2597         /*
2598          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2599          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2600          * prev into current:
2601          */
2602         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2603         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2604 }
2605
2606 /*
2607  * NOP if the arch has not defined these:
2608  */
2609
2610 #ifndef prepare_arch_switch
2611 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2612 #endif
2613
2614 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2615 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2616 #endif
2617
2618 /**
2619  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2620  * @rq: the runqueue preparing to switch
2621  * @prev: the current task that is being switched out
2622  * @next: the task we are going to switch to.
2623  *
2624  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2625  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2626  * switch.
2627  *
2628  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2629  * hooks.
2630  */
2631 static inline void
2632 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2633                     struct task_struct *next)
2634 {
2635         sched_info_switch(rq, prev, next);
2636         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2637         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2638         prepare_task(next);
2639         prepare_arch_switch(next);
2640 }
2641
2642 /**
2643  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2644  * @prev: the thread we just switched away from.
2645  *
2646  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2647  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2648  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2649  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2650  *
2651  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2652  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2653  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2654  * details.)
2655  *
2656  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2657  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2658  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2659  * because prev may have moved to another CPU.
2660  */
2661 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2662         __releases(rq->lock)
2663 {
2664         struct rq *rq = this_rq();
2665         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2666         long prev_state;
2667
2668         /*
2669          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2670          * because it left us after:
2671          *
2672          *      schedule()
2673          *        preempt_disable();                    // 1
2674          *        __schedule()
2675          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2676          *
2677          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2678          */
2679         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2680                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2681                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2682                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2683
2684         rq->prev_mm = NULL;
2685
2686         /*
2687          * A task struct has one reference for the use as "current".
2688          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2689          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2690          * the scheduled task must drop that reference.
2691          *
2692          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2693          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2694          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2695          * transition, resulting in a double drop.
2696          */
2697         prev_state = prev->state;
2698         vtime_task_switch(prev);
2699         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2700         finish_task(prev);
2701         finish_lock_switch(rq);
2702         finish_arch_post_lock_switch();
2703
2704         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2705         /*
2706          * When switching through a kernel thread, the loop in
2707          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2708          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2709          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2710          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2711          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2712          *
2713          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2714          *   provided by mmdrop(),
2715          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2716          */
2717         if (mm) {
2718                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2719                 mmdrop(mm);
2720         }
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
2731                 /* Task is done with its stack. */
2732                 put_task_stack(prev);
2733
2734                 put_task_struct(prev);
2735         }
2736
2737         tick_nohz_task_switch();
2738         return rq;
2739 }
2740
2741 #ifdef CONFIG_SMP
2742
2743 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2744 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2745 {
2746         struct callback_head *head, *next;
2747         void (*func)(struct rq *rq);
2748         unsigned long flags;
2749
2750         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2751         head = rq->balance_callback;
2752         rq->balance_callback = NULL;
2753         while (head) {
2754                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2755                 next = head->next;
2756                 head->next = NULL;
2757                 head = next;
2758
2759                 func(rq);
2760         }
2761         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2762 }
2763
2764 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2765 {
2766         if (unlikely(rq->balance_callback))
2767                 __balance_callback(rq);
2768 }
2769
2770 #else
2771
2772 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2773 {
2774 }
2775
2776 #endif
2777
2778 /**
2779  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2780  * @prev: the thread we just switched away from.
2781  */
2782 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2783         __releases(rq->lock)
2784 {
2785         struct rq *rq;
2786
2787         /*
2788          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2789          * finish_task_switch() for details.
2790          *
2791          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2792          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2793          * PREEMPT_COUNT kernels).
2794          */
2795
2796         rq = finish_task_switch(prev);
2797         balance_callback(rq);
2798         preempt_enable();
2799
2800         if (current->set_child_tid)
2801                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2802 }
2803
2804 /*
2805  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2806  */
2807 static __always_inline struct rq *
2808 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2809                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2810 {
2811         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2812
2813         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2814
2815         mm = next->mm;
2816         oldmm = prev->active_mm;
2817         /*
2818          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2819          * combine the page table reload and the switch backend into
2820          * one hypercall.
2821          */
2822         arch_start_context_switch(prev);
2823
2824         /*
2825          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2826          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2827          * Both of these contain the full memory barrier required by
2828          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2829          * user-space.
2830          */
2831         if (!mm) {
2832                 next->active_mm = oldmm;
2833                 mmgrab(oldmm);
2834                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2835         } else
2836                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2837
2838         if (!prev->mm) {
2839                 prev->active_mm = NULL;
2840                 rq->prev_mm = oldmm;
2841         }
2842
2843         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2844
2845         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2846
2847         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2848         switch_to(prev, next, prev);
2849         barrier();
2850
2851         return finish_task_switch(prev);
2852 }
2853
2854 /*
2855  * nr_running and nr_context_switches:
2856  *
2857  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2858  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2859  */
2860 unsigned long nr_running(void)
2861 {
2862         unsigned long i, sum = 0;
2863
2864         for_each_online_cpu(i)
2865                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2866
2867         return sum;
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Check if only the current task is running on the CPU.
2872  *
2873  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2874  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2875  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2876  *
2877  * - from a non-preemptable section (of course)
2878  *
2879  * - from a thread that is bound to a single CPU
2880  *
2881  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2882  */
2883 bool single_task_running(void)
2884 {
2885         return raw_rq()->nr_running == 1;
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2888
2889 unsigned long long nr_context_switches(void)
2890 {
2891         int i;
2892         unsigned long long sum = 0;
2893
2894         for_each_possible_cpu(i)
2895                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2896
2897         return sum;
2898 }
2899
2900 /*
2901  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2902  *
2903  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2904  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2905  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2906  *
2907  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2908  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2909  * running and we'd not be idle.
2910  *
2911  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2912  * is broken.
2913  *
2914  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2915  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2916  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2917  * utilising both CPUs.
2918  *
2919  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2920  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2921  *
2922  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2923  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2924  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2925  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2926  *
2927  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2928  */
2929
2930 unsigned long nr_iowait(void)
2931 {
2932         unsigned long i, sum = 0;
2933
2934         for_each_possible_cpu(i)
2935                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2936
2937         return sum;
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2942  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2943  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2944  * runnable.
2945  */
2946
2947 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2948 {
2949         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2950         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2951 }
2952
2953 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2954 {
2955         struct rq *rq = this_rq();
2956         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2957         *load = rq->load.weight;
2958 }
2959
2960 #ifdef CONFIG_SMP
2961
2962 /*
2963  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2964  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2965  */
2966 void sched_exec(void)
2967 {
2968         struct task_struct *p = current;
2969         unsigned long flags;
2970         int dest_cpu;
2971
2972         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2973         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2974         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2975                 goto unlock;
2976
2977         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2978                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2979
2980                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2981                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2982                 return;
2983         }
2984 unlock:
2985         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2986 }
2987
2988 #endif
2989
2990 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2991 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2992
2993 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2994 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2995
2996 /*
2997  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2998  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2999  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3000  * Prefetching this data results in improved performance.
3001  */
3002 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3003 {
3004 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3005         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3006 #else
3007         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3008 #endif
3009         prefetch(curr);
3010         prefetch(&curr->exec_start);
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Return accounted runtime for the task.
3015  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3016  * pending runtime that have not been accounted yet.
3017  */
3018 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3019 {
3020         struct rq_flags rf;
3021         struct rq *rq;
3022         u64 ns;
3023
3024 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3025         /*
3026          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3027          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3028          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3029          *
3030          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3031          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3032          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3033          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3034          * been accounted, so we're correct here as well.
3035          */
3036         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3037                 return p->se.sum_exec_runtime;
3038 #endif
3039
3040         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3041         /*
3042          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3043          * project cycles that may never be accounted to this
3044          * thread, breaking clock_gettime().
3045          */
3046         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3047                 prefetch_curr_exec_start(p);
3048                 update_rq_clock(rq);
3049                 p->sched_class->update_curr(rq);
3050         }
3051         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3052         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3053
3054         return ns;
3055 }
3056
3057 /*
3058  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3059  * We call it with interrupts disabled.
3060  */
3061 void scheduler_tick(void)
3062 {
3063         int cpu = smp_processor_id();
3064         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3065         struct task_struct *curr = rq->curr;
3066         struct rq_flags rf;
3067
3068         sched_clock_tick();
3069
3070         rq_lock(rq, &rf);
3071
3072         update_rq_clock(rq);
3073         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3074         cpu_load_update_active(rq);
3075         calc_global_load_tick(rq);
3076
3077         rq_unlock(rq, &rf);
3078
3079         perf_event_task_tick();
3080
3081 #ifdef CONFIG_SMP
3082         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3083         trigger_load_balance(rq);
3084 #endif
3085 }
3086
3087 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3088
3089 struct tick_work {
3090         int                     cpu;
3091         struct delayed_work     work;
3092 };
3093
3094 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3095
3096 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3097 {
3098         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3099         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3100         int cpu = twork->cpu;
3101         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3102         struct rq_flags rf;
3103
3104         /*
3105          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3106          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3107          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3108          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3109          * of when exactly it is running.
3110          */
3111         if (!idle_cpu(cpu) && tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu)) {
3112                 struct task_struct *curr;
3113                 u64 delta;
3114
3115                 rq_lock_irq(rq, &rf);
3116                 update_rq_clock(rq);
3117                 curr = rq->curr;
3118                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3119
3120                 /*
3121                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3122                  * amount of time.
3123                  */
3124                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3125                 curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3126                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3127         }
3128
3129         /*
3130          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3131          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3132          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3133          */
3134         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3135 }
3136
3137 static void sched_tick_start(int cpu)
3138 {
3139         struct tick_work *twork;
3140
3141         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3142                 return;
3143
3144         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3145
3146         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3147         twork->cpu = cpu;
3148         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3149         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3150 }
3151
3152 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3153 static void sched_tick_stop(int cpu)
3154 {
3155         struct tick_work *twork;
3156
3157         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3158                 return;
3159
3160         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3161
3162         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3163         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3164 }
3165 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3166
3167 int __init sched_tick_offload_init(void)
3168 {
3169         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3170         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3171
3172         return 0;
3173 }
3174
3175 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3176 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3177 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3178 #endif
3179
3180 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3181                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3182 /*
3183  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3184  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3185  */
3186 static inline void preempt_latency_start(int val)
3187 {
3188         if (preempt_count() == val) {
3189                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3190 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3191                 current->preempt_disable_ip = ip;
3192 #endif
3193                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3194         }
3195 }
3196
3197 void preempt_count_add(int val)
3198 {
3199 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3200         /*
3201          * Underflow?
3202          */
3203         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3204                 return;
3205 #endif
3206         __preempt_count_add(val);
3207 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3208         /*
3209          * Spinlock count overflowing soon?
3210          */
3211         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3212                                 PREEMPT_MASK - 10);
3213 #endif
3214         preempt_latency_start(val);
3215 }
3216 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3217 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3218
3219 /*
3220  * If the value passed in equals to the current preempt count
3221  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3222  */
3223 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3224 {
3225         if (preempt_count() == val)
3226                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3227 }
3228
3229 void preempt_count_sub(int val)
3230 {
3231 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3232         /*
3233          * Underflow?
3234          */
3235         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3236                 return;
3237         /*
3238          * Is the spinlock portion underflowing?
3239          */
3240         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3241                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3242                 return;
3243 #endif
3244
3245         preempt_latency_stop(val);
3246         __preempt_count_sub(val);
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3249 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3250
3251 #else
3252 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3253 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3254 #endif
3255
3256 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3257 {
3258 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3259         return p->preempt_disable_ip;
3260 #else
3261         return 0;
3262 #endif
3263 }
3264
3265 /*
3266  * Print scheduling while atomic bug:
3267  */
3268 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3269 {
3270         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3271         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3272
3273         if (oops_in_progress)
3274                 return;
3275
3276         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3277                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3278
3279         debug_show_held_locks(prev);
3280         print_modules();
3281         if (irqs_disabled())
3282                 print_irqtrace_events(prev);
3283         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3284             && in_atomic_preempt_off()) {
3285                 pr_err("Preemption disabled at:");
3286                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3287                 pr_cont("\n");
3288         }
3289         if (panic_on_warn)
3290                 panic("scheduling while atomic\n");
3291
3292         dump_stack();
3293         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3294 }
3295
3296 /*
3297  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3298  */
3299 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3300 {
3301 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3302         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3303                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3304 #endif
3305
3306         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3307                 __schedule_bug(prev);
3308                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3309         }
3310         rcu_sleep_check();
3311
3312         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3313
3314         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3315 }
3316
3317 /*
3318  * Pick up the highest-prio task:
3319  */
3320 static inline struct task_struct *
3321 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3322 {
3323         const struct sched_class *class;
3324         struct task_struct *p;
3325
3326         /*
3327          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3328          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3329          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3330          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3331          */
3332         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3333                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3334                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3335
3336                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3337                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3338                         goto again;
3339
3340                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3341                 if (unlikely(!p))
3342                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3343
3344                 return p;
3345         }
3346
3347 again:
3348         for_each_class(class) {
3349                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3350                 if (p) {
3351                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3352                                 goto again;
3353                         return p;
3354                 }
3355         }
3356
3357         /* The idle class should always have a runnable task: */
3358         BUG();
3359 }
3360
3361 /*
3362  * __schedule() is the main scheduler function.
3363  *
3364  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3365  *
3366  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3367  *
3368  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3369  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3370  *
3371  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3372  *      interrupt handler scheduler_tick().
3373  *
3374  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3375  *      task to the run-queue and that's it.
3376  *
3377  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3378  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3379  *      called on the nearest possible occasion:
3380  *
3381  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3382  *
3383  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3384  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3385  *           spin_unlock()!)
3386  *
3387  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3388  *           preemptible context
3389  *
3390  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3391  *         then at the next:
3392  *
3393  *          - cond_resched() call
3394  *          - explicit schedule() call
3395  *          - return from syscall or exception to user-space
3396  *          - return from interrupt-handler to user-space
3397  *
3398  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3399  */
3400 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3401 {
3402         struct task_struct *prev, *next;
3403         unsigned long *switch_count;
3404         struct rq_flags rf;
3405         struct rq *rq;
3406         int cpu;
3407
3408         cpu = smp_processor_id();
3409         rq = cpu_rq(cpu);
3410         prev = rq->curr;
3411
3412         schedule_debug(prev);
3413
3414         if (sched_feat(HRTICK))
3415                 hrtick_clear(rq);
3416
3417         local_irq_disable();
3418         rcu_note_context_switch(preempt);
3419
3420         /*
3421          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3422          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3423          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3424          *
3425          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3426          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3427          */
3428         rq_lock(rq, &rf);
3429         smp_mb__after_spinlock();
3430
3431         /* Promote REQ to ACT */
3432         rq->clock_update_flags <<= 1;
3433         update_rq_clock(rq);
3434
3435         switch_count = &prev->nivcsw;
3436         if (!preempt && prev->state) {
3437                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3438                         prev->state = TASK_RUNNING;
3439                 } else {
3440                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3441                         prev->on_rq = 0;
3442
3443                         if (prev->in_iowait) {
3444                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3445                                 delayacct_blkio_start();
3446                         }
3447
3448                         /*
3449                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3450                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3451                          * concurrency.
3452                          */
3453                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3454                                 struct task_struct *to_wakeup;
3455
3456                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3457                                 if (to_wakeup)
3458                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3459                         }
3460                 }
3461                 switch_count = &prev->nvcsw;
3462         }
3463
3464         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3465         clear_tsk_need_resched(prev);
3466         clear_preempt_need_resched();
3467
3468         if (likely(prev != next)) {
3469                 rq->nr_switches++;
3470                 rq->curr = next;
3471                 /*
3472                  * The membarrier system call requires each architecture
3473                  * to have a full memory barrier after updating
3474                  * rq->curr, before returning to user-space.
3475                  *
3476                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3477                  * various architectures:
3478                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3479                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3480                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3481                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3482                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3483                  *   is a RELEASE barrier),
3484                  */
3485                 ++*switch_count;
3486
3487                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3488
3489                 /* Also unlocks the rq: */
3490                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3491         } else {
3492                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3493                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3494         }
3495
3496         balance_callback(rq);
3497 }
3498
3499 void __noreturn do_task_dead(void)
3500 {
3501         /*
3502          * The setting of TASK_RUNNING by try_to_wake_up() may be delayed
3503          * when the following two conditions become true.
3504          *   - There is race condition of mmap_sem (It is acquired by
3505          *     exit_mm()), and
3506          *   - SMI occurs before setting TASK_RUNINNG.
3507          *     (or hypervisor of virtual machine switches to other guest)
3508          *  As a result, we may become TASK_RUNNING after becoming TASK_DEAD
3509          *
3510          * To avoid it, we have to wait for releasing tsk->pi_lock which
3511          * is held by try_to_wake_up()
3512          */
3513         raw_spin_lock_irq(&current->pi_lock);
3514         raw_spin_unlock_irq(&current->pi_lock);
3515
3516         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3517         __set_current_state(TASK_DEAD);
3518
3519         /* Tell freezer to ignore us: */
3520         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3521
3522         __schedule(false);
3523         BUG();
3524
3525         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3526         for (;;)
3527                 cpu_relax();
3528 }
3529
3530 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3531 {
3532         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3533                 return;
3534         /*
3535          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3536          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3537          */
3538         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3539                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3540 }
3541
3542 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3543 {
3544         struct task_struct *tsk = current;
3545
3546         sched_submit_work(tsk);
3547         do {
3548                 preempt_disable();
3549                 __schedule(false);
3550                 sched_preempt_enable_no_resched();
3551         } while (need_resched());
3552 }
3553 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3554
3555 /*
3556  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3557  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3558  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3559  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3560  * (schedule out non-voluntarily).
3561  *
3562  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3563  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3564  */
3565 void __sched schedule_idle(void)
3566 {
3567         /*
3568          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3569          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3570          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3571          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3572          * TASK_RUNNING state.
3573          */
3574         WARN_ON_ONCE(current->state);
3575         do {
3576                 __schedule(false);
3577         } while (need_resched());
3578 }
3579
3580 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3581 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3582 {
3583         /*
3584          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3585          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3586          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3587          * we find a better solution.
3588          *
3589          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3590          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3591          * too frequently to make sense yet.
3592          */
3593         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3594         schedule();
3595         exception_exit(prev_state);
3596 }
3597 #endif
3598
3599 /**
3600  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3601  *
3602  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3603  */
3604 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3605 {
3606         sched_preempt_enable_no_resched();
3607         schedule();
3608         preempt_disable();
3609 }
3610
3611 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3612 {
3613         do {
3614                 /*
3615                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3616                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3617                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3618                  * by the function tracer will call this function again and
3619                  * cause infinite recursion.
3620                  *
3621                  * Preemption must be disabled here before the function
3622                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3623                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3624                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3625                  * which can also be traced by the function tracer.
3626                  */
3627                 preempt_disable_notrace();
3628                 preempt_latency_start(1);
3629                 __schedule(true);
3630                 preempt_latency_stop(1);
3631                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3632
3633                 /*
3634                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3635                  * between schedule and now.
3636                  */
3637         } while (need_resched());
3638 }
3639
3640 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3641 /*
3642  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3643  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3644  * occur there and call schedule directly.
3645  */
3646 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3647 {
3648         /*
3649          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3650          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3651          */
3652         if (likely(!preemptible()))
3653                 return;
3654
3655         preempt_schedule_common();
3656 }
3657 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3658 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3659
3660 /**
3661  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3662  *
3663  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3664  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3665  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3666  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3667  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3668  * to be called when the system is still in usermode.
3669  *
3670  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3671  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3672  * calling the scheduler.
3673  */
3674 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3675 {
3676         enum ctx_state prev_ctx;
3677
3678         if (likely(!preemptible()))
3679                 return;
3680
3681         do {
3682                 /*
3683                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3684                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3685                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3686                  * by the function tracer will call this function again and
3687                  * cause infinite recursion.
3688                  *
3689                  * Preemption must be disabled here before the function
3690                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3691                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3692                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3693                  * which can also be traced by the function tracer.
3694                  */
3695                 preempt_disable_notrace();
3696                 preempt_latency_start(1);
3697                 /*
3698                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3699                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3700                  * an infinite recursion.
3701                  */
3702                 prev_ctx = exception_enter();
3703                 __schedule(true);
3704                 exception_exit(prev_ctx);
3705
3706                 preempt_latency_stop(1);
3707                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3708         } while (need_resched());
3709 }
3710 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3711
3712 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3713
3714 /*
3715  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3716  * off of irq context.
3717  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3718  * protect us against recursive calling from irq.
3719  */
3720 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3721 {
3722         enum ctx_state prev_state;
3723
3724         /* Catch callers which need to be fixed */
3725         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3726
3727         prev_state = exception_enter();
3728
3729         do {
3730                 preempt_disable();
3731                 local_irq_enable();
3732                 __schedule(true);
3733                 local_irq_disable();
3734                 sched_preempt_enable_no_resched();
3735         } while (need_resched());
3736
3737         exception_exit(prev_state);
3738 }
3739
3740 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3741                           void *key)
3742 {
3743         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3744 }
3745 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3746
3747 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3748
3749 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
3750 {
3751         if (pi_task)
3752                 prio = min(prio, pi_task->prio);
3753
3754         return prio;
3755 }
3756
3757 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3758 {
3759         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3760
3761         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
3762 }
3763
3764 /*
3765  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3766  * @p: task to boost
3767  * @pi_task: donor task
3768  *
3769  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3770  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3771  *
3772  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3773  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3774  */
3775 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
3776 {
3777         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
3778                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
3779         const struct sched_class *prev_class;
3780         struct rq_flags rf;
3781         struct rq *rq;
3782
3783         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
3784         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
3785
3786         /*
3787          * If nothing changed; bail early.
3788          */
3789         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3790                 return;
3791
3792         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3793         update_rq_clock(rq);
3794         /*
3795          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
3796          * either lock.
3797          *
3798          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
3799          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
3800          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
3801          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
3802          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
3803          */
3804         p->pi_top_task = pi_task;
3805
3806         /*
3807          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
3808          */
3809         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
3810                 goto out_unlock;
3811
3812         /*
3813          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3814          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3815          *
3816          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3817          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3818          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3819          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3820          * with interrupts disabled and will complete the lock
3821          * protected section without being interrupted. So there is no
3822          * real need to boost.
3823          */
3824         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3825                 WARN_ON(p != rq->curr);
3826                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3827                 goto out_unlock;
3828         }
3829
3830         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
3831         oldprio = p->prio;
3832
3833         if (oldprio == prio)
3834                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
3835
3836         prev_class = p->sched_class;
3837         queued = task_on_rq_queued(p);
3838         running = task_current(rq, p);
3839         if (queued)
3840                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
3841         if (running)
3842                 put_prev_task(rq, p);
3843
3844         /*
3845          * Boosting condition are:
3846          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3847          *      --> -dl task blocks on mutex A
3848          *
3849          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3850          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3851          *          running task
3852          */
3853         if (dl_prio(prio)) {
3854                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3855                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3856                         p->dl.dl_boosted = 1;
3857                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
3858                 } else
3859                         p->dl.dl_boosted = 0;
3860                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3861         } else if (rt_prio(prio)) {
3862                 if (dl_prio(oldprio))
3863                         p->dl.dl_boosted = 0;
3864                 if (oldprio < prio)
3865                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
3866                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3867         } else {
3868                 if (dl_prio(oldprio))
3869                         p->dl.dl_boosted = 0;
3870                 if (rt_prio(oldprio))
3871                         p->rt.timeout = 0;
3872                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3873         }
3874
3875         p->prio = prio;
3876
3877         if (queued)
3878                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
3879         if (running)
3880                 set_curr_task(rq, p);
3881
3882         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3883 out_unlock:
3884         /* Avoid rq from going away on us: */
3885         preempt_disable();
3886         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3887
3888         balance_callback(rq);
3889         preempt_enable();
3890 }
3891 #else
3892 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
3893 {
3894         return prio;
3895 }
3896 #endif
3897
3898 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3899 {
3900         bool queued, running;
3901         int old_prio, delta;
3902         struct rq_flags rf;
3903         struct rq *rq;
3904
3905         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3906                 return;
3907         /*
3908          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3909          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3910          */
3911         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3912         update_rq_clock(rq);
3913
3914         /*
3915          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3916          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3917          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3918          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3919          */
3920         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3921                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3922                 goto out_unlock;
3923         }
3924         queued = task_on_rq_queued(p);
3925         running = task_current(rq, p);
3926         if (queued)
3927                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
3928         if (running)
3929                 put_prev_task(rq, p);
3930
3931         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3932         set_load_weight(p, true);
3933         old_prio = p->prio;
3934         p->prio = effective_prio(p);
3935         delta = p->prio - old_prio;
3936
3937         if (queued) {
3938                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
3939                 /*
3940                  * If the task increased its priority or is running and
3941                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3942                  */
3943                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3944                         resched_curr(rq);
3945         }
3946         if (running)
3947                 set_curr_task(rq, p);
3948 out_unlock:
3949         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3950 }
3951 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3952
3953 /*
3954  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3955  * @p: task
3956  * @nice: nice value
3957  */
3958 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3959 {
3960         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
3961         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3962
3963         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3964                 capable(CAP_SYS_NICE));
3965 }
3966
3967 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3968
3969 /*
3970  * sys_nice - change the priority of the current process.
3971  * @increment: priority increment
3972  *
3973  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3974  * does similar things.
3975  */
3976 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3977 {
3978         long nice, retval;
3979
3980         /*
3981          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3982          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3983          * and we have a single winner.
3984          */
3985         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3986         nice = task_nice(current) + increment;
3987
3988         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3989         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3990                 return -EPERM;
3991
3992         retval = security_task_setnice(current, nice);
3993         if (retval)
3994                 return retval;
3995
3996         set_user_nice(current, nice);
3997         return 0;
3998 }
3999
4000 #endif
4001
4002 /**
4003  * task_prio - return the priority value of a given task.
4004  * @p: the task in question.
4005  *
4006  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4007  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4008  * around 0, value goes from -16 to +15.
4009  */
4010 int task_prio(const struct task_struct *p)
4011 {
4012         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4013 }
4014
4015 /**
4016  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4017  * @cpu: the processor in question.
4018  *
4019  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4020  */
4021 int idle_cpu(int cpu)
4022 {
4023         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4024
4025         if (rq->curr != rq->idle)
4026                 return 0;
4027
4028         if (rq->nr_running)
4029                 return 0;
4030
4031 #ifdef CONFIG_SMP
4032         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4033                 return 0;
4034 #endif
4035
4036         return 1;
4037 }
4038
4039 /**
4040  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4041  * @cpu: the processor in question.
4042  *
4043  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4044  */
4045 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4046 {
4047         return cpu_rq(cpu)->idle;
4048 }
4049
4050 /**
4051  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4052  * @pid: the pid in question.
4053  *
4054  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4055  */
4056 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4057 {
4058         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4059 }
4060
4061 /*
4062  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4063  * it calls know not to change it.
4064  */
4065 #define SETPARAM_POLICY -1
4066
4067 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4068                 const struct sched_attr *attr)
4069 {
4070         int policy = attr->sched_policy;
4071
4072         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4073                 policy = p->policy;
4074
4075         p->policy = policy;
4076
4077         if (dl_policy(policy))
4078                 __setparam_dl(p, attr);
4079         else if (fair_policy(policy))
4080                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4081
4082         /*
4083          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4084          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4085          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4086          */
4087         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4088         p->normal_prio = normal_prio(p);
4089         set_load_weight(p, true);
4090 }
4091
4092 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4093 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4094                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4095 {
4096         __setscheduler_params(p, attr);
4097
4098         /*
4099          * Keep a potential priority boosting if called from
4100          * sched_setscheduler().
4101          */
4102         p->prio = normal_prio(p);
4103         if (keep_boost)
4104                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4105
4106         if (dl_prio(p->prio))
4107                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4108         else if (rt_prio(p->prio))
4109                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4110         else
4111                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4112 }
4113
4114 /*
4115  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4116  */
4117 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4118 {
4119         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4120         bool match;
4121
4122         rcu_read_lock();
4123         pcred = __task_cred(p);
4124         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4125                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4126         rcu_read_unlock();
4127         return match;
4128 }
4129
4130 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4131                                 const struct sched_attr *attr,
4132                                 bool user, bool pi)
4133 {
4134         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4135                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4136         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4137         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4138         const struct sched_class *prev_class;
4139         struct rq_flags rf;
4140         int reset_on_fork;
4141         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4142         struct rq *rq;
4143
4144         /* The pi code expects interrupts enabled */
4145         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4146 recheck:
4147         /* Double check policy once rq lock held: */
4148         if (policy < 0) {
4149                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4150                 policy = oldpolicy = p->policy;
4151         } else {
4152                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4153
4154                 if (!valid_policy(policy))
4155                         return -EINVAL;
4156         }
4157
4158         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4159                 return -EINVAL;
4160
4161         /*
4162          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4163          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4164          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4165          */
4166         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4167             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4168                 return -EINVAL;
4169         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4170             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4171                 return -EINVAL;
4172
4173         /*
4174          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4175          */
4176         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4177                 if (fair_policy(policy)) {
4178                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4179                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4180                                 return -EPERM;
4181                 }
4182
4183                 if (rt_policy(policy)) {
4184                         unsigned long rlim_rtprio =
4185                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4186
4187                         /* Can't set/change the rt policy: */
4188                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4189                                 return -EPERM;
4190
4191                         /* Can't increase priority: */
4192                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4193                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4194                                 return -EPERM;
4195                 }
4196
4197                  /*
4198                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4199                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4200                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4201                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4202                   */
4203                 if (dl_policy(policy))
4204                         return -EPERM;
4205
4206                 /*
4207                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4208                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4209                  */
4210                 if (idle_policy(p->policy) && !idle_policy(policy)) {
4211                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4212                                 return -EPERM;
4213                 }
4214
4215                 /* Can't change other user's priorities: */
4216                 if (!check_same_owner(p))
4217                         return -EPERM;
4218
4219                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4220                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4221                         return -EPERM;
4222         }
4223
4224         if (user) {
4225                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4226                         return -EINVAL;
4227
4228                 retval = security_task_setscheduler(p);
4229                 if (retval)
4230                         return retval;
4231         }
4232
4233         /*
4234          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4235          * changing the priority of the task:
4236          *
4237          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4238          * runqueue lock must be held.
4239          */
4240         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4241         update_rq_clock(rq);
4242
4243         /*
4244          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4245          */
4246         if (p == rq->stop) {
4247                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4248                 return -EINVAL;
4249         }
4250
4251         /*
4252          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4253          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4254          */
4255         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4256                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4257                         goto change;
4258                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4259                         goto change;
4260                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4261                         goto change;
4262
4263                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4264                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4265                 return 0;
4266         }
4267 change:
4268
4269         if (user) {
4270 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4271                 /*
4272                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4273                  * assigned.
4274                  */
4275                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4276                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4277                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4278                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4279                         return -EPERM;
4280                 }
4281 #endif
4282 #ifdef CONFIG_SMP
4283                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4284                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4285                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4286
4287                         /*
4288                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4289                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4290                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4291                          */
4292                         if (!cpumask_subset(span, &p->cpus_allowed) ||
4293                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4294                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4295                                 return -EPERM;
4296                         }
4297                 }
4298 #endif
4299         }
4300
4301         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4302         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4303                 policy = oldpolicy = -1;
4304                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4305                 goto recheck;
4306         }
4307
4308         /*
4309          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4310          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4311          * is available.
4312          */
4313         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4314                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4315                 return -EBUSY;
4316         }
4317
4318         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4319         oldprio = p->prio;
4320
4321         if (pi) {
4322                 /*
4323                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4324                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4325                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4326                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4327                  * itself.
4328                  */
4329                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4330                 if (new_effective_prio == oldprio)
4331                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4332         }
4333
4334         queued = task_on_rq_queued(p);
4335         running = task_current(rq, p);
4336         if (queued)
4337                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4338         if (running)
4339                 put_prev_task(rq, p);
4340
4341         prev_class = p->sched_class;
4342         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4343
4344         if (queued) {
4345                 /*
4346                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4347                  * increased (user space view).
4348                  */
4349                 if (oldprio < p->prio)
4350                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4351
4352                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4353         }
4354         if (running)
4355                 set_curr_task(rq, p);
4356
4357         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4358
4359         /* Avoid rq from going away on us: */
4360         preempt_disable();
4361         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4362
4363         if (pi)
4364                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4365
4366         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4367         balance_callback(rq);
4368         preempt_enable();
4369
4370         return 0;
4371 }
4372
4373 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4374                                const struct sched_param *param, bool check)
4375 {
4376         struct sched_attr attr = {
4377                 .sched_policy   = policy,
4378                 .sched_priority = param->sched_priority,
4379                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4380         };
4381
4382         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4383         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4384                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4385                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4386                 attr.sched_policy = policy;
4387         }
4388
4389         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4390 }
4391 /**
4392  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4393  * @p: the task in question.
4394  * @policy: new policy.
4395  * @param: structure containing the new RT priority.
4396  *
4397  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4398  *
4399  * NOTE that the task may be already dead.
4400  */
4401 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4402                        const struct sched_param *param)
4403 {
4404         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4405 }
4406 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4407
4408 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4409 {
4410         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4411 }
4412 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4413
4414 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4415 {
4416         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
4417 }
4418
4419 /**
4420  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4421  * @p: the task in question.
4422  * @policy: new policy.
4423  * @param: structure containing the new RT priority.
4424  *
4425  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4426  * current context has permission.  For example, this is needed in
4427  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4428  * but our caller might not have that capability.
4429  *
4430  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4431  */
4432 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4433                                const struct sched_param *param)
4434 {
4435         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4436 }
4437 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4438
4439 static int
4440 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4441 {
4442         struct sched_param lparam;
4443         struct task_struct *p;
4444         int retval;
4445
4446         if (!param || pid < 0)
4447                 return -EINVAL;
4448         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4449                 return -EFAULT;
4450
4451         rcu_read_lock();
4452         retval = -ESRCH;
4453         p = find_process_by_pid(pid);
4454         if (p != NULL)
4455                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4456         rcu_read_unlock();
4457
4458         return retval;
4459 }
4460
4461 /*
4462  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4463  */
4464 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4465 {
4466         u32 size;
4467         int ret;
4468
4469         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4470                 return -EFAULT;
4471
4472         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4473         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4474
4475         ret = get_user(size, &uattr->size);
4476         if (ret)
4477                 return ret;
4478
4479         /* Bail out on silly large: */
4480         if (size > PAGE_SIZE)
4481                 goto err_size;
4482
4483         /* ABI compatibility quirk: */
4484         if (!size)
4485                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4486
4487         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4488                 goto err_size;
4489
4490         /*
4491          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4492          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4493          * user-space does not rely on any kernel feature
4494          * extensions we dont know about yet.
4495          */
4496         if (size > sizeof(*attr)) {
4497                 unsigned char __user *addr;
4498                 unsigned char __user *end;
4499                 unsigned char val;
4500
4501                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4502                 end  = (void __user *)uattr + size;
4503
4504                 for (; addr < end; addr++) {
4505                         ret = get_user(val, addr);
4506                         if (ret)
4507                                 return ret;
4508                         if (val)
4509                                 goto err_size;
4510                 }
4511                 size = sizeof(*attr);
4512         }
4513
4514         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4515         if (ret)
4516                 return -EFAULT;
4517
4518         /*
4519          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4520          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4521          */
4522         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4523
4524         return 0;
4525
4526 err_size:
4527         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4528         return -E2BIG;
4529 }
4530
4531 /**
4532  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4533  * @pid: the pid in question.
4534  * @policy: new policy.
4535  * @param: structure containing the new RT priority.
4536  *
4537  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4538  */
4539 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4540 {
4541         if (policy < 0)
4542                 return -EINVAL;
4543
4544         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4545 }
4546
4547 /**
4548  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4549  * @pid: the pid in question.
4550  * @param: structure containing the new RT priority.
4551  *
4552  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4553  */
4554 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4555 {
4556         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4557 }
4558
4559 /**
4560  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4561  * @pid: the pid in question.
4562  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4563  * @flags: for future extension.
4564  */
4565 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4566                                unsigned int, flags)
4567 {
4568         struct sched_attr attr;
4569         struct task_struct *p;
4570         int retval;
4571
4572         if (!uattr || pid < 0 || flags)
4573                 return -EINVAL;
4574
4575         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
4576         if (retval)
4577                 return retval;
4578
4579         if ((int)attr.sched_policy < 0)
4580                 return -EINVAL;
4581
4582         rcu_read_lock();
4583         retval = -ESRCH;
4584         p = find_process_by_pid(pid);
4585         if (p != NULL)
4586                 retval = sched_setattr(p, &attr);
4587         rcu_read_unlock();
4588
4589         return retval;
4590 }
4591
4592 /**
4593  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4594  * @pid: the pid in question.
4595  *
4596  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
4597  * code.
4598  */
4599 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
4600 {
4601         struct task_struct *p;
4602         int retval;
4603
4604         if (pid < 0)
4605                 return -EINVAL;
4606
4607         retval = -ESRCH;
4608         rcu_read_lock();
4609         p = find_process_by_pid(pid);
4610         if (p) {
4611                 retval = security_task_getscheduler(p);
4612                 if (!retval)
4613                         retval = p->policy
4614                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
4615         }
4616         rcu_read_unlock();
4617         return retval;
4618 }
4619
4620 /**
4621  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
4622  * @pid: the pid in question.
4623  * @param: structure containing the RT priority.
4624  *
4625  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
4626  * code.
4627  */
4628 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4629 {
4630         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
4631         struct task_struct *p;
4632         int retval;
4633
4634         if (!param || pid < 0)
4635                 return -EINVAL;
4636
4637         rcu_read_lock();
4638         p = find_process_by_pid(pid);
4639         retval = -ESRCH;
4640         if (!p)
4641                 goto out_unlock;
4642
4643         retval = security_task_getscheduler(p);
4644         if (retval)
4645                 goto out_unlock;
4646
4647         if (task_has_rt_policy(p))
4648                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
4649         rcu_read_unlock();
4650
4651         /*
4652          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4653          */
4654         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4655
4656         return retval;
4657
4658 out_unlock:
4659         rcu_read_unlock();
4660         return retval;
4661 }
4662
4663 static int sched_read_attr(struct sched_attr __user *uattr,
4664                            struct sched_attr *attr,
4665                            unsigned int usize)
4666 {
4667         int ret;
4668
4669         if (!access_ok(VERIFY_WRITE, uattr, usize))
4670                 return -EFAULT;
4671
4672         /*
4673          * If we're handed a smaller struct than we know of,
4674          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. old
4675          * user-space does not get uncomplete information.
4676          */
4677         if (usize < sizeof(*attr)) {
4678                 unsigned char *addr;
4679                 unsigned char *end;
4680
4681                 addr = (void *)attr + usize;
4682                 end  = (void *)attr + sizeof(*attr);
4683
4684                 for (; addr < end; addr++) {
4685                         if (*addr)
4686                                 return -EFBIG;
4687                 }
4688
4689                 attr->size = usize;
4690         }
4691
4692         ret = copy_to_user(uattr, attr, attr->size);
4693         if (ret)
4694                 return -EFAULT;
4695
4696         return 0;
4697 }
4698
4699 /**
4700  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
4701  * @pid: the pid in question.
4702  * @uattr: structure containing the extended parameters.
4703  * @size: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
4704  * @flags: for future extension.
4705  */
4706 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
4707                 unsigned int, size, unsigned int, flags)
4708 {
4709         struct sched_attr attr = {
4710                 .size = sizeof(struct sched_attr),
4711         };
4712         struct task_struct *p;
4713         int retval;
4714
4715         if (!uattr || pid < 0 || size > PAGE_SIZE ||
4716             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
4717                 return -EINVAL;
4718
4719         rcu_read_lock();
4720         p = find_process_by_pid(pid);
4721         retval = -ESRCH;
4722         if (!p)
4723                 goto out_unlock;
4724
4725         retval = security_task_getscheduler(p);
4726         if (retval)
4727                 goto out_unlock;
4728
4729         attr.sched_policy = p->policy;
4730         if (p->sched_reset_on_fork)
4731                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4732         if (task_has_dl_policy(p))
4733                 __getparam_dl(p, &attr);
4734         else if (task_has_rt_policy(p))
4735                 attr.sched_priority = p->rt_priority;
4736         else
4737                 attr.sched_nice = task_nice(p);
4738
4739         rcu_read_unlock();
4740
4741         retval = sched_read_attr(uattr, &attr, size);
4742         return retval;
4743
4744 out_unlock:
4745         rcu_read_unlock();
4746         return retval;
4747 }
4748
4749 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
4750 {
4751         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
4752         struct task_struct *p;
4753         int retval;
4754
4755         rcu_read_lock();
4756
4757         p = find_process_by_pid(pid);
4758         if (!p) {
4759                 rcu_read_unlock();
4760                 return -ESRCH;
4761         }
4762
4763         /* Prevent p going away */
4764         get_task_struct(p);
4765         rcu_read_unlock();
4766
4767         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
4768                 retval = -EINVAL;
4769                 goto out_put_task;
4770         }
4771         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
4772                 retval = -ENOMEM;
4773                 goto out_put_task;
4774         }
4775         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
4776                 retval = -ENOMEM;
4777                 goto out_free_cpus_allowed;
4778         }
4779         retval = -EPERM;
4780         if (!check_same_owner(p)) {
4781                 rcu_read_lock();
4782                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
4783                         rcu_read_unlock();
4784                         goto out_free_new_mask;
4785                 }
4786                 rcu_read_unlock();
4787         }
4788
4789         retval = security_task_setscheduler(p);
4790         if (retval)
4791                 goto out_free_new_mask;
4792
4793
4794         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4795         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
4796
4797         /*
4798          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
4799          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
4800          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
4801          * root_domain.
4802          */
4803 #ifdef CONFIG_SMP
4804         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
4805                 rcu_read_lock();
4806                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
4807                         retval = -EBUSY;
4808                         rcu_read_unlock();
4809                         goto out_free_new_mask;
4810                 }
4811                 rcu_read_unlock();
4812         }
4813 #endif
4814 again:
4815         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
4816
4817         if (!retval) {
4818                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
4819                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4820                         /*
4821                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4822                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4823                          * cpuset's cpus_allowed
4824                          */
4825                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
4826                         goto again;
4827                 }
4828         }
4829 out_free_new_mask:
4830         free_cpumask_var(new_mask);
4831 out_free_cpus_allowed:
4832         free_cpumask_var(cpus_allowed);
4833 out_put_task:
4834         put_task_struct(p);
4835         return retval;
4836 }
4837
4838 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4839                              struct cpumask *new_mask)
4840 {
4841         if (len < cpumask_size())
4842                 cpumask_clear(new_mask);
4843         else if (len > cpumask_size())
4844                 len = cpumask_size();
4845
4846         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4847 }
4848
4849 /**
4850  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
4851  * @pid: pid of the process
4852  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4853  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
4854  *
4855  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4856  */
4857 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4858                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4859 {
4860         cpumask_var_t new_mask;
4861         int retval;
4862
4863         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
4864                 return -ENOMEM;
4865
4866         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
4867         if (retval == 0)
4868                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
4869         free_cpumask_var(new_mask);
4870         return retval;
4871 }
4872
4873 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
4874 {
4875         struct task_struct *p;
4876         unsigned long flags;
4877         int retval;
4878
4879         rcu_read_lock();
4880
4881         retval = -ESRCH;
4882         p = find_process_by_pid(pid);
4883         if (!p)
4884                 goto out_unlock;
4885
4886         retval = security_task_getscheduler(p);
4887         if (retval)
4888                 goto out_unlock;
4889
4890         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4891         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
4892         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4893
4894 out_unlock:
4895         rcu_read_unlock();
4896
4897         return retval;
4898 }
4899
4900 /**
4901  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
4902  * @pid: pid of the process
4903  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4904  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
4905  *
4906  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
4907  * error code otherwise.
4908  */
4909 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
4910                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
4911 {
4912         int ret;
4913         cpumask_var_t mask;
4914
4915         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
4916                 return -EINVAL;
4917         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
4918                 return -EINVAL;
4919
4920         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
4921                 return -ENOMEM;
4922
4923         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
4924         if (ret == 0) {
4925                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
4926
4927                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
4928                         ret = -EFAULT;
4929                 else
4930                         ret = retlen;
4931         }
4932         free_cpumask_var(mask);
4933
4934         return ret;
4935 }
4936
4937 /**
4938  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4939  *
4940  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4941  * other threads running on this CPU then this function will return.
4942  *
4943  * Return: 0.
4944  */
4945 static void do_sched_yield(void)
4946 {
4947         struct rq_flags rf;
4948         struct rq *rq;
4949
4950         local_irq_disable();
4951         rq = this_rq();
4952         rq_lock(rq, &rf);
4953
4954         schedstat_inc(rq->yld_count);
4955         current->sched_class->yield_task(rq);
4956
4957         /*
4958          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4959          * no need to preempt or enable interrupts:
4960          */
4961         preempt_disable();
4962         rq_unlock(rq, &rf);
4963         sched_preempt_enable_no_resched();
4964
4965         schedule();
4966 }
4967
4968 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
4969 {
4970         do_sched_yield();
4971         return 0;
4972 }
4973
4974 #ifndef CONFIG_PREEMPT
4975 int __sched _cond_resched(void)
4976 {
4977         if (should_resched(0)) {
4978                 preempt_schedule_common();
4979                 return 1;
4980         }
4981         rcu_all_qs();
4982         return 0;
4983 }
4984 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4985 #endif
4986
4987 /*
4988  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4989  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4990  *
4991  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4992  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4993  * spin_unlock(), once by hand).
4994  */
4995 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4996 {
4997         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
4998         int ret = 0;
4999
5000         lockdep_assert_held(lock);
5001
5002         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5003                 spin_unlock(lock);
5004                 if (resched)
5005                         preempt_schedule_common();
5006                 else
5007                         cpu_relax();
5008                 ret = 1;
5009                 spin_lock(lock);
5010         }
5011         return ret;
5012 }
5013 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5014
5015 int __sched __cond_resched_softirq(void)
5016 {
5017         BUG_ON(!in_softirq());
5018
5019         if (should_resched(SOFTIRQ_DISABLE_OFFSET)) {
5020                 local_bh_enable();
5021                 preempt_schedule_common();
5022                 local_bh_disable();
5023                 return 1;
5024         }
5025         return 0;
5026 }
5027 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
5028
5029 /**
5030  * yield - yield the current processor to other threads.
5031  *
5032  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5033  *
5034  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5035  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5036  * it, its already broken.
5037  *
5038  * Typical broken usage is:
5039  *
5040  * while (!event)
5041  *      yield();
5042  *
5043  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5044  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5045  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5046  *
5047  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5048  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5049  * If you still want to use yield(), do not!
5050  */
5051 void __sched yield(void)
5052 {
5053         set_current_state(TASK_RUNNING);
5054         do_sched_yield();
5055 }
5056 EXPORT_SYMBOL(yield);
5057
5058 /**
5059  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5060  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5061  * processor it's on.
5062  * @p: target task
5063  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5064  *
5065  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5066  * can't go away on us before we can do any checks.
5067  *
5068  * Return:
5069  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5070  *      false (0) if we failed to boost the target.
5071  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5072  */
5073 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5074 {
5075         struct task_struct *curr = current;
5076         struct rq *rq, *p_rq;
5077         unsigned long flags;
5078         int yielded = 0;
5079
5080         local_irq_save(flags);
5081         rq = this_rq();
5082
5083 again:
5084         p_rq = task_rq(p);
5085         /*
5086          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5087          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5088          */
5089         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5090                 yielded = -ESRCH;
5091                 goto out_irq;
5092         }
5093
5094         double_rq_lock(rq, p_rq);
5095         if (task_rq(p) != p_rq) {
5096                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5097                 goto again;
5098         }
5099
5100         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5101                 goto out_unlock;
5102
5103         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5104                 goto out_unlock;
5105
5106         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5107                 goto out_unlock;
5108
5109         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5110         if (yielded) {
5111                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5112                 /*
5113                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5114                  * fairness.
5115                  */
5116                 if (preempt && rq != p_rq)
5117                         resched_curr(p_rq);
5118         }
5119
5120 out_unlock:
5121         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5122 out_irq:
5123         local_irq_restore(flags);
5124
5125         if (yielded > 0)
5126                 schedule();
5127
5128         return yielded;
5129 }
5130 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5131
5132 int io_schedule_prepare(void)
5133 {
5134         int old_iowait = current->in_iowait;
5135
5136         current->in_iowait = 1;
5137         blk_schedule_flush_plug(current);
5138
5139         return old_iowait;
5140 }
5141
5142 void io_schedule_finish(int token)
5143 {
5144         current->in_iowait = token;
5145 }
5146
5147 /*
5148  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5149  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5150  */
5151 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5152 {
5153         int token;
5154         long ret;
5155
5156         token = io_schedule_prepare();
5157         ret = schedule_timeout(timeout);
5158         io_schedule_finish(token);
5159
5160         return ret;
5161 }
5162 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5163
5164 void io_schedule(void)
5165 {
5166         int token;
5167
5168         token = io_schedule_prepare();
5169         schedule();
5170         io_schedule_finish(token);
5171 }
5172 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5173
5174 /**
5175  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5176  * @policy: scheduling class.
5177  *
5178  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5179  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5180  * On failure, a negative error code is returned.
5181  */
5182 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5183 {
5184         int ret = -EINVAL;
5185
5186         switch (policy) {
5187         case SCHED_FIFO:
5188         case SCHED_RR:
5189                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5190                 break;
5191         case SCHED_DEADLINE:
5192         case SCHED_NORMAL:
5193         case SCHED_BATCH:
5194         case SCHED_IDLE:
5195                 ret = 0;
5196                 break;
5197         }
5198         return ret;
5199 }
5200
5201 /**
5202  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5203  * @policy: scheduling class.
5204  *
5205  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5206  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5207  * On failure, a negative error code is returned.
5208  */
5209 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5210 {
5211         int ret = -EINVAL;
5212
5213         switch (policy) {
5214         case SCHED_FIFO:
5215         case SCHED_RR:
5216                 ret = 1;
5217                 break;
5218         case SCHED_DEADLINE:
5219         case SCHED_NORMAL:
5220         case SCHED_BATCH:
5221         case SCHED_IDLE:
5222                 ret = 0;
5223         }
5224         return ret;
5225 }
5226
5227 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5228 {
5229         struct task_struct *p;
5230         unsigned int time_slice;
5231         struct rq_flags rf;
5232         struct rq *rq;
5233         int retval;
5234
5235         if (pid < 0)
5236                 return -EINVAL;
5237
5238         retval = -ESRCH;
5239         rcu_read_lock();
5240         p = find_process_by_pid(pid);
5241         if (!p)
5242                 goto out_unlock;
5243
5244         retval = security_task_getscheduler(p);
5245         if (retval)
5246                 goto out_unlock;
5247
5248         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5249         time_slice = 0;
5250         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5251                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5252         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5253
5254         rcu_read_unlock();
5255         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5256         return 0;
5257
5258 out_unlock:
5259         rcu_read_unlock();
5260         return retval;
5261 }
5262
5263 /**
5264  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5265  * @pid: pid of the process.
5266  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5267  *
5268  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5269  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5270  *
5271  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5272  * an error code.
5273  */
5274 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5275                 struct timespec __user *, interval)
5276 {
5277         struct timespec64 t;
5278         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5279
5280         if (retval == 0)
5281                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5282
5283         return retval;
5284 }
5285
5286 #ifdef CONFIG_COMPAT
5287 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval,
5288                        compat_pid_t, pid,
5289                        struct compat_timespec __user *, interval)
5290 {
5291         struct timespec64 t;
5292         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5293
5294         if (retval == 0)
5295                 retval = compat_put_timespec64(&t, interval);
5296         return retval;
5297 }
5298 #endif
5299
5300 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5301 {
5302         unsigned long free = 0;
5303         int ppid;
5304
5305         if (!try_get_task_stack(p))
5306                 return;
5307
5308         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5309
5310         if (p->state == TASK_RUNNING)
5311                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5312 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5313         free = stack_not_used(p);
5314 #endif
5315         ppid = 0;
5316         rcu_read_lock();
5317         if (pid_alive(p))
5318                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5319         rcu_read_unlock();
5320         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5321                 task_pid_nr(p), ppid,
5322                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5323
5324         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5325         show_stack(p, NULL);
5326         put_task_stack(p);
5327 }
5328 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5329
5330 static inline bool
5331 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5332 {
5333         /* no filter, everything matches */
5334         if (!state_filter)
5335                 return true;
5336
5337         /* filter, but doesn't match */
5338         if (!(p->state & state_filter))
5339                 return false;
5340
5341         /*
5342          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5343          * TASK_KILLABLE).
5344          */
5345         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5346                 return false;
5347
5348         return true;
5349 }
5350
5351
5352 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5353 {
5354         struct task_struct *g, *p;
5355
5356 #if BITS_PER_LONG == 32
5357         printk(KERN_INFO
5358                 "  task                PC stack   pid father\n");
5359 #else
5360         printk(KERN_INFO
5361                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5362 #endif
5363         rcu_read_lock();
5364         for_each_process_thread(g, p) {
5365                 /*
5366                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5367                  * console might take a lot of time:
5368                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5369                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5370                  * an IPI.
5371                  */
5372                 touch_nmi_watchdog();
5373                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5374                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5375                         sched_show_task(p);
5376         }
5377
5378 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5379         if (!state_filter)
5380                 sysrq_sched_debug_show();
5381 #endif
5382         rcu_read_unlock();
5383         /*
5384          * Only show locks if all tasks are dumped:
5385          */
5386         if (!state_filter)
5387                 debug_show_all_locks();
5388 }
5389
5390 /**
5391  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5392  * @idle: task in question
5393  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5394  *
5395  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5396  * flag, to make booting more robust.
5397  */
5398 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5399 {
5400         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5401         unsigned long flags;
5402
5403         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5404         raw_spin_lock(&rq->lock);
5405
5406         __sched_fork(0, idle);
5407         idle->state = TASK_RUNNING;
5408         idle->se.exec_start = sched_clock();
5409         idle->flags |= PF_IDLE;
5410
5411         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5412
5413 #ifdef CONFIG_SMP
5414         /*
5415          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5416          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5417          *
5418          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5419          */
5420         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5421 #endif
5422         /*
5423          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5424          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5425          * lockdep check in task_group() will fail.
5426          *
5427          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5428          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5429          *
5430          * Silence PROVE_RCU
5431          */
5432         rcu_read_lock();
5433         __set_task_cpu(idle, cpu);
5434         rcu_read_unlock();
5435
5436         rq->curr = rq->idle = idle;
5437         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5438 #ifdef CONFIG_SMP
5439         idle->on_cpu = 1;
5440 #endif
5441         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5442         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5443
5444         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5445         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5446
5447         /*
5448          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5449          */
5450         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5451         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5452         vtime_init_idle(idle, cpu);
5453 #ifdef CONFIG_SMP
5454         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5455 #endif
5456 }
5457
5458 #ifdef CONFIG_SMP
5459
5460 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5461                               const struct cpumask *trial)
5462 {
5463         int ret = 1;
5464
5465         if (!cpumask_weight(cur))
5466                 return ret;
5467
5468         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5469
5470         return ret;
5471 }
5472
5473 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5474                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5475 {
5476         int ret = 0;
5477
5478         /*
5479          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5480          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5481          * affinity and isolating such threads by their set of
5482          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5483          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5484          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5485          * before cpus_allowed may be changed.
5486          */
5487         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5488                 ret = -EINVAL;
5489                 goto out;
5490         }
5491
5492         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5493                                               cs_cpus_allowed))
5494                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5495
5496 out:
5497         return ret;
5498 }
5499
5500 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5501
5502 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5503 /* Migrate current task p to target_cpu */
5504 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5505 {
5506         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5507         int curr_cpu = task_cpu(p);
5508
5509         if (curr_cpu == target_cpu)
5510                 return 0;
5511
5512         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, &p->cpus_allowed))
5513                 return -EINVAL;
5514
5515         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5516
5517         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5518         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5519 }
5520
5521 /*
5522  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5523  * tasks on the runqueues
5524  */
5525 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5526 {
5527         bool queued, running;
5528         struct rq_flags rf;
5529         struct rq *rq;
5530
5531         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5532         queued = task_on_rq_queued(p);
5533         running = task_current(rq, p);
5534
5535         if (queued)
5536                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5537         if (running)
5538                 put_prev_task(rq, p);
5539
5540         p->numa_preferred_nid = nid;
5541
5542         if (queued)
5543                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5544         if (running)
5545                 set_curr_task(rq, p);
5546         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5547 }
5548 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5549
5550 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5551 /*
5552  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5553  * offline.
5554  */
5555 void idle_task_exit(void)
5556 {
5557         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5558
5559         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5560
5561         if (mm != &init_mm) {
5562                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5563                 finish_arch_post_lock_switch();
5564         }
5565         mmdrop(mm);
5566 }
5567
5568 /*
5569  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
5570  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
5571  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
5572  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
5573  * calculation.
5574  *
5575  * Also see the comment "Global load-average calculations".
5576  */
5577 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
5578 {
5579         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
5580         if (delta)
5581                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
5582 }
5583
5584 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5585 {
5586 }
5587
5588 static const struct sched_class fake_sched_class = {
5589         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
5590 };
5591
5592 static struct task_struct fake_task = {
5593         /*
5594          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
5595          */
5596         .prio = MAX_PRIO + 1,
5597         .sched_class = &fake_sched_class,
5598 };
5599
5600 /*
5601  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
5602  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
5603  *
5604  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
5605  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
5606  * because of lock validation efforts.
5607  */
5608 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
5609 {
5610         struct rq *rq = dead_rq;
5611         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
5612         struct rq_flags orf = *rf;
5613         int dest_cpu;
5614
5615         /*
5616          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
5617          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
5618          *
5619          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
5620          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
5621          * either way we should never end up calling schedule() until we're
5622          * done here.
5623          */
5624         rq->stop = NULL;
5625
5626         /*
5627          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
5628          * class method both need to have an up-to-date
5629          * value of rq->clock[_task]
5630          */
5631         update_rq_clock(rq);
5632
5633         for (;;) {
5634                 /*
5635                  * There's this thread running, bail when that's the only
5636                  * remaining thread:
5637                  */
5638                 if (rq->nr_running == 1)
5639                         break;
5640
5641                 /*
5642                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
5643                  */
5644                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
5645                 BUG_ON(!next);
5646                 put_prev_task(rq, next);
5647
5648                 /*
5649                  * Rules for changing task_struct::cpus_allowed are holding
5650                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
5651                  * stabilizes the mask.
5652                  *
5653                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
5654                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
5655                  * will not interfere. Also, stop-machine.
5656                  */
5657                 rq_unlock(rq, rf);
5658                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
5659                 rq_relock(rq, rf);
5660
5661                 /*
5662                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
5663                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
5664                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
5665                  */
5666                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
5667                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5668                         continue;
5669                 }
5670
5671                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
5672                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
5673                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
5674                 if (rq != dead_rq) {
5675                         rq_unlock(rq, rf);
5676                         rq = dead_rq;
5677                         *rf = orf;
5678                         rq_relock(rq, rf);
5679                 }
5680                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
5681         }
5682
5683         rq->stop = stop;
5684 }
5685 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5686
5687 void set_rq_online(struct rq *rq)
5688 {
5689         if (!rq->online) {
5690                 const struct sched_class *class;
5691
5692                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5693                 rq->online = 1;
5694
5695                 for_each_class(class) {
5696                         if (class->rq_online)
5697                                 class->rq_online(rq);
5698                 }
5699         }
5700 }
5701
5702 void set_rq_offline(struct rq *rq)
5703 {
5704         if (rq->online) {
5705                 const struct sched_class *class;
5706
5707                 for_each_class(class) {
5708                         if (class->rq_offline)
5709                                 class->rq_offline(rq);
5710                 }
5711
5712                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
5713                 rq->online = 0;
5714         }
5715 }
5716
5717 static void set_cpu_rq_start_time(unsigned int cpu)
5718 {
5719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5720
5721         rq->age_stamp = sched_clock_cpu(cpu);
5722 }
5723
5724 /*
5725  * used to mark begin/end of suspend/resume:
5726  */
5727 static int num_cpus_frozen;
5728
5729 /*
5730  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
5731  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
5732  * around partition_sched_domains().
5733  *
5734  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
5735  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
5736  */
5737 static void cpuset_cpu_active(void)
5738 {
5739         if (cpuhp_tasks_frozen) {
5740                 /*
5741                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
5742                  * resume sequence. As long as this is not the last online
5743                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
5744                  * domain, ignoring cpusets.
5745                  */
5746                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5747                 if (--num_cpus_frozen)
5748                         return;
5749                 /*
5750                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
5751                  * restore the original sched domains by considering the
5752                  * cpuset configurations.
5753                  */
5754                 cpuset_force_rebuild();
5755         }
5756         cpuset_update_active_cpus();
5757 }
5758
5759 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
5760 {
5761         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
5762                 if (dl_cpu_busy(cpu))
5763                         return -EBUSY;
5764                 cpuset_update_active_cpus();
5765         } else {
5766                 num_cpus_frozen++;
5767                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
5768         }
5769         return 0;
5770 }
5771
5772 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
5773 {
5774         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5775         struct rq_flags rf;
5776
5777         set_cpu_active(cpu, true);
5778
5779         if (sched_smp_initialized) {
5780                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
5781                 cpuset_cpu_active();
5782         }
5783
5784         /*
5785          * Put the rq online, if not already. This happens:
5786          *
5787          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
5788          *    after all CPUs have been brought up.
5789          *
5790          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
5791          *    domains.
5792          */
5793         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5794         if (rq->rd) {
5795                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5796                 set_rq_online(rq);
5797         }
5798         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5799
5800         update_max_interval();
5801
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
5806 {
5807         int ret;
5808
5809         set_cpu_active(cpu, false);
5810         /*
5811          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
5812          * users of this state to go away such that all new such users will
5813          * observe it.
5814          *
5815          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
5816          */
5817         synchronize_rcu_mult(call_rcu, call_rcu_sched);
5818
5819         if (!sched_smp_initialized)
5820                 return 0;
5821
5822         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
5823         if (ret) {
5824                 set_cpu_active(cpu, true);
5825                 return ret;
5826         }
5827         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
5828         return 0;
5829 }
5830
5831 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
5832 {
5833         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5834
5835         rq->calc_load_update = calc_load_update;
5836         update_max_interval();
5837 }
5838
5839 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
5840 {
5841         set_cpu_rq_start_time(cpu);
5842         sched_rq_cpu_starting(cpu);
5843         sched_tick_start(cpu);
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5848 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
5849 {
5850         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5851         struct rq_flags rf;
5852
5853         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
5854         sched_ttwu_pending();
5855         sched_tick_stop(cpu);
5856
5857         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5858         if (rq->rd) {
5859                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
5860                 set_rq_offline(rq);
5861         }
5862         migrate_tasks(rq, &rf);
5863         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
5864         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5865
5866         calc_load_migrate(rq);
5867         update_max_interval();
5868         nohz_balance_exit_idle(rq);
5869         hrtick_clear(rq);
5870         return 0;
5871 }
5872 #endif
5873
5874 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5875 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5876
5877 static void sched_init_smt(void)
5878 {
5879         /*
5880          * We've enumerated all CPUs and will assume that if any CPU
5881          * has SMT siblings, CPU0 will too.
5882          */
5883         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(0)) > 1)
5884                 static_branch_enable(&sched_smt_present);
5885 }
5886 #else
5887 static inline void sched_init_smt(void) { }
5888 #endif
5889
5890 void __init sched_init_smp(void)
5891 {
5892         sched_init_numa();
5893
5894         /*
5895          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
5896          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
5897          * happen.
5898          */
5899         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
5900         sched_init_domains(cpu_active_mask);
5901         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
5902
5903         /* Move init over to a non-isolated CPU */
5904         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
5905                 BUG();
5906         sched_init_granularity();
5907
5908         init_sched_rt_class();
5909         init_sched_dl_class();
5910
5911         sched_init_smt();
5912
5913         sched_smp_initialized = true;
5914 }
5915
5916 static int __init migration_init(void)
5917 {
5918         sched_rq_cpu_starting(smp_processor_id());
5919         return 0;
5920 }
5921 early_initcall(migration_init);
5922
5923 #else
5924 void __init sched_init_smp(void)
5925 {
5926         sched_init_granularity();
5927 }
5928 #endif /* CONFIG_SMP */
5929
5930 int in_sched_functions(unsigned long addr)
5931 {
5932         return in_lock_functions(addr) ||
5933                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
5934                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
5935 }
5936
5937 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
5938 /*
5939  * Default task group.
5940  * Every task in system belongs to this group at bootup.
5941  */
5942 struct task_group root_task_group;
5943 LIST_HEAD(task_groups);
5944
5945 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
5946 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
5947 #endif
5948
5949 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5950 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5951
5952 void __init sched_init(void)
5953 {
5954         int i, j;
5955         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
5956
5957         sched_clock_init();
5958         wait_bit_init();
5959
5960 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5961         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5962 #endif
5963 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5964         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5965 #endif
5966         if (alloc_size) {
5967                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
5968
5969 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5970                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
5971                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5972
5973                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
5974                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5975
5976 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
5977 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5978                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
5979                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5980
5981                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
5982                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
5983
5984 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
5985         }
5986 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
5987         for_each_possible_cpu(i) {
5988                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5989                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5990                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
5991                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
5992         }
5993 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
5994
5995         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5996         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
5997
5998 #ifdef CONFIG_SMP
5999         init_defrootdomain();
6000 #endif
6001
6002 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6003         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6004                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6005 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6006
6007 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6008         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6009
6010         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6011         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6012         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6013         autogroup_init(&init_task);
6014 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6015
6016         for_each_possible_cpu(i) {
6017                 struct rq *rq;
6018
6019                 rq = cpu_rq(i);
6020                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6021                 rq->nr_running = 0;
6022                 rq->calc_load_active = 0;
6023                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6024                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6025                 init_rt_rq(&rq->rt);
6026                 init_dl_rq(&rq->dl);
6027 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6028                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6029                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6030                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6031                 /*
6032                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6033                  *
6034                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6035                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6036                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6037                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6038                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6039                  * (se->load.weight).
6040                  *
6041                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6042                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6043                  * then A0's share of the CPU resource is:
6044                  *
6045                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6046                  *
6047                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6048                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6049                  */
6050                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6051                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6052 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6053
6054                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6055 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6056                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6057 #endif
6058
6059                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
6060                         rq->cpu_load[j] = 0;
6061
6062 #ifdef CONFIG_SMP
6063                 rq->sd = NULL;
6064                 rq->rd = NULL;
6065                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6066                 rq->balance_callback = NULL;
6067                 rq->active_balance = 0;
6068                 rq->next_balance = jiffies;
6069                 rq->push_cpu = 0;
6070                 rq->cpu = i;
6071                 rq->online = 0;
6072                 rq->idle_stamp = 0;
6073                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6074                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6075
6076                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6077
6078                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6079 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6080                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6081                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6082                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6083 #endif
6084 #endif /* CONFIG_SMP */
6085                 hrtick_rq_init(rq);
6086                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6087         }
6088
6089         set_load_weight(&init_task, false);
6090
6091         /*
6092          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6093          */
6094         mmgrab(&init_mm);
6095         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6096
6097         /*
6098          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6099          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6100          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6101          * when this runqueue becomes "idle".
6102          */
6103         init_idle(current, smp_processor_id());
6104
6105         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6106
6107 #ifdef CONFIG_SMP
6108         idle_thread_set_boot_cpu();
6109         set_cpu_rq_start_time(smp_processor_id());
6110 #endif
6111         init_sched_fair_class();
6112
6113         init_schedstats();
6114
6115         scheduler_running = 1;
6116 }
6117
6118 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6119 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6120 {
6121         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6122
6123         return (nested == preempt_offset);
6124 }
6125
6126 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6127 {
6128         /*
6129          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6130          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6131          * otherwise we will destroy state.
6132          */
6133         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6134                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6135                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6136                         current->state,
6137                         (void *)current->task_state_change,
6138                         (void *)current->task_state_change);
6139
6140         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6141 }
6142 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6143
6144 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6145 {
6146         /* Ratelimiting timestamp: */
6147         static unsigned long prev_jiffy;
6148
6149         unsigned long preempt_disable_ip;
6150
6151         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6152         rcu_sleep_check();
6153
6154         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6155              !is_idle_task(current)) ||
6156             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6157             oops_in_progress)
6158                 return;
6159
6160         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6161                 return;
6162         prev_jiffy = jiffies;
6163
6164         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6165         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6166
6167         printk(KERN_ERR
6168                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6169                         file, line);
6170         printk(KERN_ERR
6171                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6172                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6173                         current->pid, current->comm);
6174
6175         if (task_stack_end_corrupted(current))
6176                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6177
6178         debug_show_held_locks(current);
6179         if (irqs_disabled())
6180                 print_irqtrace_events(current);
6181         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6182             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6183                 pr_err("Preemption disabled at:");
6184                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6185                 pr_cont("\n");
6186         }
6187         dump_stack();
6188         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6189 }
6190 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6191 #endif
6192
6193 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6194 void normalize_rt_tasks(void)
6195 {
6196         struct task_struct *g, *p;
6197         struct sched_attr attr = {
6198                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6199         };
6200
6201         read_lock(&tasklist_lock);
6202         for_each_process_thread(g, p) {
6203                 /*
6204                  * Only normalize user tasks:
6205                  */
6206                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6207                         continue;
6208
6209                 p->se.exec_start = 0;
6210                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6211                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6212                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6213
6214                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6215                         /*
6216                          * Renice negative nice level userspace
6217                          * tasks back to 0:
6218                          */
6219                         if (task_nice(p) < 0)
6220                                 set_user_nice(p, 0);
6221                         continue;
6222                 }
6223
6224                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6225         }
6226         read_unlock(&tasklist_lock);
6227 }
6228
6229 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6230
6231 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6232 /*
6233  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6234  *
6235  * They can only be called when the whole system has been
6236  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6237  * activity can take place. Using them for anything else would
6238  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6239  * under any other configuration.
6240  */
6241
6242 /**
6243  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6244  * @cpu: the processor in question.
6245  *
6246  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6247  *
6248  * Return: The current task for @cpu.
6249  */
6250 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6251 {
6252         return cpu_curr(cpu);
6253 }
6254
6255 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6256
6257 #ifdef CONFIG_IA64
6258 /**
6259  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6260  * @cpu: the processor in question.
6261  * @p: the task pointer to set.
6262  *
6263  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6264  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6265  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6266  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6267  * and caller must save the original value of the current task (see
6268  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6269  * re-starting the system.
6270  *
6271  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6272  */
6273 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6274 {
6275         cpu_curr(cpu) = p;
6276 }
6277
6278 #endif
6279
6280 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6281 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6282 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6283
6284 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6285 {
6286         free_fair_sched_group(tg);
6287         free_rt_sched_group(tg);
6288         autogroup_free(tg);
6289         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6290 }
6291
6292 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6293 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6294 {
6295         struct task_group *tg;
6296
6297         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6298         if (!tg)
6299                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6300
6301         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6302                 goto err;
6303
6304         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6305                 goto err;
6306
6307         return tg;
6308
6309 err:
6310         sched_free_group(tg);
6311         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6312 }
6313
6314 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6315 {
6316         unsigned long flags;
6317
6318         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6319         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6320
6321         /* Root should already exist: */
6322         WARN_ON(!parent);
6323
6324         tg->parent = parent;
6325         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6326         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6327         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6328
6329         online_fair_sched_group(tg);
6330 }
6331
6332 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6333 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6334 {
6335         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6336         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6337 }
6338
6339 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6340 {
6341         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6342         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6343 }
6344
6345 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6346 {
6347         unsigned long flags;
6348
6349         /* End participation in shares distribution: */
6350         unregister_fair_sched_group(tg);
6351
6352         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6353         list_del_rcu(&tg->list);
6354         list_del_rcu(&tg->siblings);
6355         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6356 }
6357
6358 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6359 {
6360         struct task_group *tg;
6361
6362         /*
6363          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6364          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6365          * to prevent lockdep warnings.
6366          */
6367         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6368                           struct task_group, css);
6369         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6370         tsk->sched_task_group = tg;
6371
6372 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6373         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6374                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6375         else
6376 #endif
6377                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6378 }
6379
6380 /*
6381  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6382  *
6383  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6384  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6385  * its new group.
6386  */
6387 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6388 {
6389         int queued, running, queue_flags =
6390                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6391         struct rq_flags rf;
6392         struct rq *rq;
6393
6394         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6395         update_rq_clock(rq);
6396
6397         running = task_current(rq, tsk);
6398         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6399
6400         if (queued)
6401                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6402         if (running)
6403                 put_prev_task(rq, tsk);
6404
6405         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6406
6407         if (queued)
6408                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6409         if (running)
6410                 set_curr_task(rq, tsk);
6411
6412         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6413 }
6414
6415 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6416 {
6417         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6418 }
6419
6420 static struct cgroup_subsys_state *
6421 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6422 {
6423         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6424         struct task_group *tg;
6425
6426         if (!parent) {
6427                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6428                 return &root_task_group.css;
6429         }
6430
6431         tg = sched_create_group(parent);
6432         if (IS_ERR(tg))
6433                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6434
6435         return &tg->css;
6436 }
6437
6438 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6439 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6440 {
6441         struct task_group *tg = css_tg(css);
6442         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6443
6444         if (parent)
6445                 sched_online_group(tg, parent);
6446         return 0;
6447 }
6448
6449 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6450 {
6451         struct task_group *tg = css_tg(css);
6452
6453         sched_offline_group(tg);
6454 }
6455
6456 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6457 {
6458         struct task_group *tg = css_tg(css);
6459
6460         /*
6461          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6462          */
6463         sched_free_group(tg);
6464 }
6465
6466 /*
6467  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6468  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6469  */
6470 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6471 {
6472         struct rq_flags rf;
6473         struct rq *rq;
6474
6475         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6476
6477         update_rq_clock(rq);
6478         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6479
6480         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6481 }
6482
6483 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6484 {
6485         struct task_struct *task;
6486         struct cgroup_subsys_state *css;
6487         int ret = 0;
6488
6489         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6490 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6491                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6492                         return -EINVAL;
6493 #else
6494                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6495                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6496                         return -EINVAL;
6497 #endif
6498                 /*
6499                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6500                  * running, we're sure to observe its full state.
6501                  */
6502                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6503                 /*
6504                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6505                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6506                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6507                  */
6508                 if (task->state == TASK_NEW)
6509                         ret = -EINVAL;
6510                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6511
6512                 if (ret)
6513                         break;
6514         }
6515         return ret;
6516 }
6517
6518 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6519 {
6520         struct task_struct *task;
6521         struct cgroup_subsys_state *css;
6522
6523         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6524                 sched_move_task(task);
6525 }
6526
6527 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6528 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6529                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6530 {
6531         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6532 }
6533
6534 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6535                                struct cftype *cft)
6536 {
6537         struct task_group *tg = css_tg(css);
6538
6539         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6540 }
6541
6542 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6543 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6544
6545 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6546 const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6547
6548 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
6549
6550 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6551 {
6552         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
6553         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6554
6555         if (tg == &root_task_group)
6556                 return -EINVAL;
6557
6558         /*
6559          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
6560          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
6561          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
6562          */
6563         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
6564                 return -EINVAL;
6565
6566         /*
6567          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
6568          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
6569          * feasibility.
6570          */
6571         if (period > max_cfs_quota_period)
6572                 return -EINVAL;
6573
6574         /*
6575          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
6576          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
6577          */
6578         get_online_cpus();
6579         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
6580         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
6581         if (ret)
6582                 goto out_unlock;
6583
6584         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
6585         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
6586         /*
6587          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
6588          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
6589          */
6590         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
6591                 cfs_bandwidth_usage_inc();
6592         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
6593         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
6594         cfs_b->quota = quota;
6595
6596         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
6597
6598         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
6599         if (runtime_enabled)
6600                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
6601
6602         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
6603
6604         for_each_online_cpu(i) {
6605                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
6606                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
6607                 struct rq_flags rf;
6608
6609                 rq_lock_irq(rq, &rf);
6610                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
6611                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
6612
6613                 if (cfs_rq->throttled)
6614                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
6615                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
6616         }
6617         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
6618                 cfs_bandwidth_usage_dec();
6619 out_unlock:
6620         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
6621         put_online_cpus();
6622
6623         return ret;
6624 }
6625
6626 int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
6627 {
6628         u64 quota, period;
6629
6630         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6631         if (cfs_quota_us < 0)
6632                 quota = RUNTIME_INF;
6633         else
6634                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
6635
6636         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6637 }
6638
6639 long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
6640 {
6641         u64 quota_us;
6642
6643         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
6644                 return -1;
6645
6646         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
6647         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
6648
6649         return quota_us;
6650 }
6651
6652 int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
6653 {
6654         u64 quota, period;
6655
6656         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
6657         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
6658
6659         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6660 }
6661
6662 long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
6663 {
6664         u64 cfs_period_us;
6665
6666         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
6667         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
6668
6669         return cfs_period_us;
6670 }
6671
6672 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6673                                   struct cftype *cft)
6674 {
6675         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
6676 }
6677
6678 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6679                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
6680 {
6681         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
6682 }
6683
6684 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6685                                    struct cftype *cft)
6686 {
6687         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
6688 }
6689
6690 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6691                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
6692 {
6693         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
6694 }
6695
6696 struct cfs_schedulable_data {
6697         struct task_group *tg;
6698         u64 period, quota;
6699 };
6700
6701 /*
6702  * normalize group quota/period to be quota/max_period
6703  * note: units are usecs
6704  */
6705 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
6706                                struct cfs_schedulable_data *d)
6707 {
6708         u64 quota, period;
6709
6710         if (tg == d->tg) {
6711                 period = d->period;
6712                 quota = d->quota;
6713         } else {
6714                 period = tg_get_cfs_period(tg);
6715                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
6716         }
6717
6718         /* note: these should typically be equivalent */
6719         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
6720                 return RUNTIME_INF;
6721
6722         return to_ratio(period, quota);
6723 }
6724
6725 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
6726 {
6727         struct cfs_schedulable_data *d = data;
6728         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6729         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
6730
6731         if (!tg->parent) {
6732                 quota = RUNTIME_INF;
6733         } else {
6734                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
6735
6736                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
6737                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
6738
6739                 /*
6740                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
6741                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
6742                  * limit is set:
6743                  */
6744                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
6745                         quota = min(quota, parent_quota);
6746                 } else {
6747                         if (quota == RUNTIME_INF)
6748                                 quota = parent_quota;
6749                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
6750                                 return -EINVAL;
6751                 }
6752         }
6753         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
6754
6755         return 0;
6756 }
6757
6758 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
6759 {
6760         int ret;
6761         struct cfs_schedulable_data data = {
6762                 .tg = tg,
6763                 .period = period,
6764                 .quota = quota,
6765         };
6766
6767         if (quota != RUNTIME_INF) {
6768                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
6769                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
6770         }
6771
6772         rcu_read_lock();
6773         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
6774         rcu_read_unlock();
6775
6776         return ret;
6777 }
6778
6779 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
6780 {
6781         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6782         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6783
6784         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
6785         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
6786         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
6787
6788         return 0;
6789 }
6790 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
6791 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6792
6793 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6794 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
6795                                 struct cftype *cft, s64 val)
6796 {
6797         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
6798 }
6799
6800 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6801                                struct cftype *cft)
6802 {
6803         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
6804 }
6805
6806 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6807                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
6808 {
6809         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
6810 }
6811
6812 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
6813                                    struct cftype *cft)
6814 {
6815         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
6816 }
6817 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6818
6819 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
6820 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6821         {
6822                 .name = "shares",
6823                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
6824                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
6825         },
6826 #endif
6827 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6828         {
6829                 .name = "cfs_quota_us",
6830                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
6831                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
6832         },
6833         {
6834                 .name = "cfs_period_us",
6835                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
6836                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
6837         },
6838         {
6839                 .name = "stat",
6840                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
6841         },
6842 #endif
6843 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6844         {
6845                 .name = "rt_runtime_us",
6846                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
6847                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
6848         },
6849         {
6850                 .name = "rt_period_us",
6851                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
6852                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
6853         },
6854 #endif
6855         { }     /* Terminate */
6856 };
6857
6858 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
6859                                struct cgroup_subsys_state *css)
6860 {
6861 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6862         {
6863                 struct task_group *tg = css_tg(css);
6864                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
6865                 u64 throttled_usec;
6866
6867                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
6868                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
6869
6870                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
6871                            "nr_throttled %d\n"
6872                            "throttled_usec %llu\n",
6873                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
6874                            throttled_usec);
6875         }
6876 #endif
6877         return 0;
6878 }
6879
6880 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6881 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6882                                struct cftype *cft)
6883 {
6884         struct task_group *tg = css_tg(css);
6885         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
6886
6887         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
6888 }
6889
6890 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6891                                 struct cftype *cft, u64 weight)
6892 {
6893         /*
6894          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
6895          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
6896          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
6897          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
6898          * the original value over the entire range.
6899          */
6900         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
6901                 return -ERANGE;
6902
6903         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
6904
6905         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6906 }
6907
6908 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6909                                     struct cftype *cft)
6910 {
6911         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
6912         int last_delta = INT_MAX;
6913         int prio, delta;
6914
6915         /* find the closest nice value to the current weight */
6916         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
6917                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
6918                 if (delta >= last_delta)
6919                         break;
6920                 last_delta = delta;
6921         }
6922
6923         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
6924 }
6925
6926 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
6927                                      struct cftype *cft, s64 nice)
6928 {
6929         unsigned long weight;
6930
6931         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6932                 return -ERANGE;
6933
6934         weight = sched_prio_to_weight[NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO];
6935         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
6936 }
6937 #endif
6938
6939 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
6940                                                   long period, long quota)
6941 {
6942         if (quota < 0)
6943                 seq_puts(sf, "max");
6944         else
6945                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
6946
6947         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
6948 }
6949
6950 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
6951 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
6952                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
6953 {
6954         char tok[21];   /* U64_MAX */
6955
6956         if (!sscanf(buf, "%s %llu", tok, periodp))
6957                 return -EINVAL;
6958
6959         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
6960
6961         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
6962                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
6963         else if (!strcmp(tok, "max"))
6964                 *quotap = RUNTIME_INF;
6965         else
6966                 return -EINVAL;
6967
6968         return 0;
6969 }
6970
6971 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6972 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
6973 {
6974         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
6975
6976         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
6977         return 0;
6978 }
6979
6980 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6981                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6982 {
6983         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
6984         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
6985         u64 quota;
6986         int ret;
6987
6988         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
6989         if (!ret)
6990                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
6991         return ret ?: nbytes;
6992 }
6993 #endif
6994
6995 static struct cftype cpu_files[] = {
6996 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6997         {
6998                 .name = "weight",
6999                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7000                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7001                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7002         },
7003         {
7004                 .name = "weight.nice",
7005                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7006                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7007                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7008         },
7009 #endif
7010 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7011         {
7012                 .name = "max",
7013                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7014                 .seq_show = cpu_max_show,
7015                 .write = cpu_max_write,
7016         },
7017 #endif
7018         { }     /* terminate */
7019 };
7020
7021 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7022         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7023         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7024         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7025         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7026         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7027         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7028         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7029         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7030         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7031         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7032         .early_init     = true,
7033         .threaded       = true,
7034 };
7035
7036 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7037
7038 void dump_cpu_task(int cpu)
7039 {
7040         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7041         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7042 }
7043
7044 /*
7045  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7046  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7047  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7048  * that remained on nice 0.
7049  *
7050  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7051  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7052  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7053  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7054  * the relative distance between them is ~25%.)
7055  */
7056 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7057  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7058  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7059  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7060  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7061  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7062  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7063  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7064  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7065 };
7066
7067 /*
7068  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7069  *
7070  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7071  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7072  * into multiplications:
7073  */
7074 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7075  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7076  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7077  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7078  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7079  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7080  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7081  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7082  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7083 };
7084
7085 #undef CREATE_TRACE_POINTS