89e7283015a61ae1806566c3bea08b87c6a3a35d
[projects/modsched/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <asm/mmu_context.h>
36 #include <linux/interrupt.h>
37 #include <linux/capability.h>
38 #include <linux/completion.h>
39 #include <linux/kernel_stat.h>
40 #include <linux/debug_locks.h>
41 #include <linux/perf_event.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/proc_fs.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/unistd.h>
66 #include <linux/pagemap.h>
67 #include <linux/hrtimer.h>
68 #include <linux/tick.h>
69 #include <linux/debugfs.h>
70 #include <linux/ctype.h>
71 #include <linux/ftrace.h>
72 #include <linux/slab.h>
73 #include <linux/init_task.h>
74 #include <linux/binfmts.h>
75 #include <linux/context_tracking.h>
76 #include <linux/compiler.h>
77
78 #include <asm/switch_to.h>
79 #include <asm/tlb.h>
80 #include <asm/irq_regs.h>
81 #include <asm/mutex.h>
82 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
83 #include <asm/paravirt.h>
84 #endif
85
86 #include "sched.h"
87 #include "../workqueue_internal.h"
88 #include "../smpboot.h"
89
90 #define CREATE_TRACE_POINTS
91 #include <trace/events/sched.h>
92
93 void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period)
94 {
95         unsigned long delta;
96         ktime_t soft, hard, now;
97
98         for (;;) {
99                 if (hrtimer_active(period_timer))
100                         break;
101
102                 now = hrtimer_cb_get_time(period_timer);
103                 hrtimer_forward(period_timer, now, period);
104
105                 soft = hrtimer_get_softexpires(period_timer);
106                 hard = hrtimer_get_expires(period_timer);
107                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
108                 __hrtimer_start_range_ns(period_timer, soft, delta,
109                                          HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
110         }
111 }
112
113 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
114 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
115
116 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
117
118 void update_rq_clock(struct rq *rq)
119 {
120         s64 delta;
121
122         if (rq->skip_clock_update > 0)
123                 return;
124
125         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
126         if (delta < 0)
127                 return;
128         rq->clock += delta;
129         update_rq_clock_task(rq, delta);
130 }
131
132 /*
133  * Debugging: various feature bits
134  */
135
136 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
137         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
138
139 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
140 #include "features.h"
141         0;
142
143 #undef SCHED_FEAT
144
145 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
146 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
147         #name ,
148
149 static const char * const sched_feat_names[] = {
150 #include "features.h"
151 };
152
153 #undef SCHED_FEAT
154
155 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
156 {
157         int i;
158
159         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
160                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
161                         seq_puts(m, "NO_");
162                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
163         }
164         seq_puts(m, "\n");
165
166         return 0;
167 }
168
169 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
170
171 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
172 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
173
174 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
175         jump_label_key__##enabled ,
176
177 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
178 #include "features.h"
179 };
180
181 #undef SCHED_FEAT
182
183 static void sched_feat_disable(int i)
184 {
185         if (static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
186                 static_key_slow_dec(&sched_feat_keys[i]);
187 }
188
189 static void sched_feat_enable(int i)
190 {
191         if (!static_key_enabled(&sched_feat_keys[i]))
192                 static_key_slow_inc(&sched_feat_keys[i]);
193 }
194 #else
195 static void sched_feat_disable(int i) { };
196 static void sched_feat_enable(int i) { };
197 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
198
199 static int sched_feat_set(char *cmp)
200 {
201         int i;
202         int neg = 0;
203
204         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
205                 neg = 1;
206                 cmp += 3;
207         }
208
209         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
210                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
211                         if (neg) {
212                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
213                                 sched_feat_disable(i);
214                         } else {
215                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
216                                 sched_feat_enable(i);
217                         }
218                         break;
219                 }
220         }
221
222         return i;
223 }
224
225 static ssize_t
226 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
227                 size_t cnt, loff_t *ppos)
228 {
229         char buf[64];
230         char *cmp;
231         int i;
232         struct inode *inode;
233
234         if (cnt > 63)
235                 cnt = 63;
236
237         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
238                 return -EFAULT;
239
240         buf[cnt] = 0;
241         cmp = strstrip(buf);
242
243         /* Ensure the static_key remains in a consistent state */
244         inode = file_inode(filp);
245         mutex_lock(&inode->i_mutex);
246         i = sched_feat_set(cmp);
247         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
248         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
249                 return -EINVAL;
250
251         *ppos += cnt;
252
253         return cnt;
254 }
255
256 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
257 {
258         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
259 }
260
261 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
262         .open           = sched_feat_open,
263         .write          = sched_feat_write,
264         .read           = seq_read,
265         .llseek         = seq_lseek,
266         .release        = single_release,
267 };
268
269 static __init int sched_init_debug(void)
270 {
271         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
272                         &sched_feat_fops);
273
274         return 0;
275 }
276 late_initcall(sched_init_debug);
277 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
278
279 /*
280  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
281  * Limited because this is done with IRQs disabled.
282  */
283 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
284
285 /*
286  * period over which we average the RT time consumption, measured
287  * in ms.
288  *
289  * default: 1s
290  */
291 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
292
293 /*
294  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
295  * default: 1s
296  */
297 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
298
299 __read_mostly int scheduler_running;
300
301 /*
302  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
303  * default: 0.95s
304  */
305 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
306
307 /*
308  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
309  */
310 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
311         __acquires(rq->lock)
312 {
313         struct rq *rq;
314
315         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
316
317         for (;;) {
318                 rq = task_rq(p);
319                 raw_spin_lock(&rq->lock);
320                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
321                         return rq;
322                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
323
324                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
325                         cpu_relax();
326         }
327 }
328
329 /*
330  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
331  */
332 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
333         __acquires(p->pi_lock)
334         __acquires(rq->lock)
335 {
336         struct rq *rq;
337
338         for (;;) {
339                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
340                 rq = task_rq(p);
341                 raw_spin_lock(&rq->lock);
342                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
343                         return rq;
344                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
345                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
346
347                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
348                         cpu_relax();
349         }
350 }
351
352 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
353         __releases(rq->lock)
354 {
355         raw_spin_unlock(&rq->lock);
356 }
357
358 static inline void
359 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
360         __releases(rq->lock)
361         __releases(p->pi_lock)
362 {
363         raw_spin_unlock(&rq->lock);
364         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
365 }
366
367 /*
368  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
369  */
370 static struct rq *this_rq_lock(void)
371         __acquires(rq->lock)
372 {
373         struct rq *rq;
374
375         local_irq_disable();
376         rq = this_rq();
377         raw_spin_lock(&rq->lock);
378
379         return rq;
380 }
381
382 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
383 /*
384  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
385  */
386
387 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
388 {
389         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
390                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
391 }
392
393 /*
394  * High-resolution timer tick.
395  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
396  */
397 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
398 {
399         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
400
401         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
402
403         raw_spin_lock(&rq->lock);
404         update_rq_clock(rq);
405         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
406         raw_spin_unlock(&rq->lock);
407
408         return HRTIMER_NORESTART;
409 }
410
411 #ifdef CONFIG_SMP
412
413 static int __hrtick_restart(struct rq *rq)
414 {
415         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
416         ktime_t time = hrtimer_get_softexpires(timer);
417
418         return __hrtimer_start_range_ns(timer, time, 0, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
419 }
420
421 /*
422  * called from hardirq (IPI) context
423  */
424 static void __hrtick_start(void *arg)
425 {
426         struct rq *rq = arg;
427
428         raw_spin_lock(&rq->lock);
429         __hrtick_restart(rq);
430         rq->hrtick_csd_pending = 0;
431         raw_spin_unlock(&rq->lock);
432 }
433
434 /*
435  * Called to set the hrtick timer state.
436  *
437  * called with rq->lock held and irqs disabled
438  */
439 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
440 {
441         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
442         ktime_t time;
443         s64 delta;
444
445         /*
446          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
447          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
448          */
449         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
450         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
451
452         hrtimer_set_expires(timer, time);
453
454         if (rq == this_rq()) {
455                 __hrtick_restart(rq);
456         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
457                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
458                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
459         }
460 }
461
462 static int
463 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
464 {
465         int cpu = (int)(long)hcpu;
466
467         switch (action) {
468         case CPU_UP_CANCELED:
469         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
470         case CPU_DOWN_PREPARE:
471         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
472         case CPU_DEAD:
473         case CPU_DEAD_FROZEN:
474                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
475                 return NOTIFY_OK;
476         }
477
478         return NOTIFY_DONE;
479 }
480
481 static __init void init_hrtick(void)
482 {
483         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
484 }
485 #else
486 /*
487  * Called to set the hrtick timer state.
488  *
489  * called with rq->lock held and irqs disabled
490  */
491 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
492 {
493         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
494                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
495 }
496
497 static inline void init_hrtick(void)
498 {
499 }
500 #endif /* CONFIG_SMP */
501
502 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
503 {
504 #ifdef CONFIG_SMP
505         rq->hrtick_csd_pending = 0;
506
507         rq->hrtick_csd.flags = 0;
508         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
509         rq->hrtick_csd.info = rq;
510 #endif
511
512         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
513         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
514 }
515 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
516 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
517 {
518 }
519
520 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
521 {
522 }
523
524 static inline void init_hrtick(void)
525 {
526 }
527 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
528
529 /*
530  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
531  */
532 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
533 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
534         for (;;) {                                                      \
535                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
536                 if (__old == __val)                                     \
537                         break;                                          \
538                 __val = __old;                                          \
539         }                                                               \
540         __old;                                                          \
541 })
542
543 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
544 /*
545  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
546  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
547  * spurious IPIs.
548  */
549 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
550 {
551         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
552         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
553 }
554
555 /*
556  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
557  *
558  * If this returns true, then the idle task promises to call
559  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
560  */
561 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
562 {
563         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
564         typeof(ti->flags) old, val = ACCESS_ONCE(ti->flags);
565
566         for (;;) {
567                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
568                         return false;
569                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
570                         return true;
571                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
572                 if (old == val)
573                         break;
574                 val = old;
575         }
576         return true;
577 }
578
579 #else
580 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
581 {
582         set_tsk_need_resched(p);
583         return true;
584 }
585
586 #ifdef CONFIG_SMP
587 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
588 {
589         return false;
590 }
591 #endif
592 #endif
593
594 /*
595  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
596  *
597  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
598  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
599  * the target CPU.
600  */
601 void resched_curr(struct rq *rq)
602 {
603         struct task_struct *curr = rq->curr;
604         int cpu;
605
606         lockdep_assert_held(&rq->lock);
607
608         if (test_tsk_need_resched(curr))
609                 return;
610
611         cpu = cpu_of(rq);
612
613         if (cpu == smp_processor_id()) {
614                 set_tsk_need_resched(curr);
615                 set_preempt_need_resched();
616                 return;
617         }
618
619         if (set_nr_and_not_polling(curr))
620                 smp_send_reschedule(cpu);
621         else
622                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
623 }
624
625 void resched_cpu(int cpu)
626 {
627         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
628         unsigned long flags;
629
630         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
631                 return;
632         resched_curr(rq);
633         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
634 }
635
636 #ifdef CONFIG_SMP
637 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
638 /*
639  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
640  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
641  *
642  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
643  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
644  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
645  */
646 int get_nohz_timer_target(int pinned)
647 {
648         int cpu = smp_processor_id();
649         int i;
650         struct sched_domain *sd;
651
652         if (pinned || !get_sysctl_timer_migration() || !idle_cpu(cpu))
653                 return cpu;
654
655         rcu_read_lock();
656         for_each_domain(cpu, sd) {
657                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
658                         if (!idle_cpu(i)) {
659                                 cpu = i;
660                                 goto unlock;
661                         }
662                 }
663         }
664 unlock:
665         rcu_read_unlock();
666         return cpu;
667 }
668 /*
669  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
670  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
671  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
672  * idle system the next event might even be infinite time into the
673  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
674  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
675  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
676  * wheel for the next timer event.
677  */
678 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
679 {
680         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
681
682         if (cpu == smp_processor_id())
683                 return;
684
685         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
686                 smp_send_reschedule(cpu);
687         else
688                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
689 }
690
691 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
692 {
693         /*
694          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
695          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
696          * If needed we can still optimize that later with an
697          * empty IRQ.
698          */
699         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
700                 if (cpu != smp_processor_id() ||
701                     tick_nohz_tick_stopped())
702                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
703                 return true;
704         }
705
706         return false;
707 }
708
709 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
710 {
711         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
712                 wake_up_idle_cpu(cpu);
713 }
714
715 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
716 {
717         int cpu = smp_processor_id();
718
719         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
720                 return false;
721
722         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
723                 return true;
724
725         /*
726          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
727          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
728          */
729         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
730         return false;
731 }
732
733 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
734
735 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
736 {
737         return false;
738 }
739
740 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
741
742 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
743 bool sched_can_stop_tick(void)
744 {
745         /*
746          * More than one running task need preemption.
747          * nr_running update is assumed to be visible
748          * after IPI is sent from wakers.
749          */
750         if (this_rq()->nr_running > 1)
751                 return false;
752
753         return true;
754 }
755 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
756
757 void sched_avg_update(struct rq *rq)
758 {
759         s64 period = sched_avg_period();
760
761         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
762                 /*
763                  * Inline assembly required to prevent the compiler
764                  * optimising this loop into a divmod call.
765                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
766                  */
767                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
768                 rq->age_stamp += period;
769                 rq->rt_avg /= 2;
770         }
771 }
772
773 #endif /* CONFIG_SMP */
774
775 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
776                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
777 /*
778  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
779  * node and @up when leaving it for the final time.
780  *
781  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
782  */
783 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
784                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
785 {
786         struct task_group *parent, *child;
787         int ret;
788
789         parent = from;
790
791 down:
792         ret = (*down)(parent, data);
793         if (ret)
794                 goto out;
795         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
796                 parent = child;
797                 goto down;
798
799 up:
800                 continue;
801         }
802         ret = (*up)(parent, data);
803         if (ret || parent == from)
804                 goto out;
805
806         child = parent;
807         parent = parent->parent;
808         if (parent)
809                 goto up;
810 out:
811         return ret;
812 }
813
814 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
815 {
816         return 0;
817 }
818 #endif
819
820 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
821 {
822         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
823         struct load_weight *load = &p->se.load;
824
825         /*
826          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
827          */
828         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
829                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
830                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
831                 return;
832         }
833
834         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
835         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
836 }
837
838 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
839 {
840         update_rq_clock(rq);
841         sched_info_queued(rq, p);
842         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
843 }
844
845 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
846 {
847         update_rq_clock(rq);
848         sched_info_dequeued(rq, p);
849         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
850 }
851
852 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
853 {
854         if (task_contributes_to_load(p))
855                 rq->nr_uninterruptible--;
856
857         enqueue_task(rq, p, flags);
858 }
859
860 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
861 {
862         if (task_contributes_to_load(p))
863                 rq->nr_uninterruptible++;
864
865         dequeue_task(rq, p, flags);
866 }
867
868 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
869 {
870 /*
871  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
872  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
873  */
874 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
875         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
876 #endif
877 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
878         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
879
880         /*
881          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
882          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
883          * {soft,}irq region.
884          *
885          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
886          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
887          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
888          * monotonic.
889          *
890          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
891          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
892          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
893          * atomic ops.
894          */
895         if (irq_delta > delta)
896                 irq_delta = delta;
897
898         rq->prev_irq_time += irq_delta;
899         delta -= irq_delta;
900 #endif
901 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
902         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
903                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
904                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
905
906                 if (unlikely(steal > delta))
907                         steal = delta;
908
909                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
910                 delta -= steal;
911         }
912 #endif
913
914         rq->clock_task += delta;
915
916 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
917         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
918                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
919 #endif
920 }
921
922 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
923 {
924         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
925         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
926
927         if (stop) {
928                 /*
929                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
930                  * userspace knows about and won't get confused about.
931                  *
932                  * Also, it will make PI more or less work without too
933                  * much confusion -- but then, stop work should not
934                  * rely on PI working anyway.
935                  */
936                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
937
938                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
939         }
940
941         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
942
943         if (old_stop) {
944                 /*
945                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
946                  * it can die in pieces.
947                  */
948                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
949         }
950 }
951
952 /*
953  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
954  */
955 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
956 {
957         return p->static_prio;
958 }
959
960 /*
961  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
962  * without taking RT-inheritance into account. Might be
963  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
964  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
965  * estimator recalculates.
966  */
967 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
968 {
969         int prio;
970
971         if (task_has_dl_policy(p))
972                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
973         else if (task_has_rt_policy(p))
974                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
975         else
976                 prio = __normal_prio(p);
977         return prio;
978 }
979
980 /*
981  * Calculate the current priority, i.e. the priority
982  * taken into account by the scheduler. This value might
983  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
984  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
985  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
986  */
987 static int effective_prio(struct task_struct *p)
988 {
989         p->normal_prio = normal_prio(p);
990         /*
991          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
992          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
993          * to the normal priority:
994          */
995         if (!rt_prio(p->prio))
996                 return p->normal_prio;
997         return p->prio;
998 }
999
1000 /**
1001  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1002  * @p: the task in question.
1003  *
1004  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1005  */
1006 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1007 {
1008         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1009 }
1010
1011 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1012                                        const struct sched_class *prev_class,
1013                                        int oldprio)
1014 {
1015         if (prev_class != p->sched_class) {
1016                 if (prev_class->switched_from)
1017                         prev_class->switched_from(rq, p);
1018                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1019         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1020                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1021 }
1022
1023 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1024 {
1025         const struct sched_class *class;
1026
1027         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1028                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1029         } else {
1030                 for_each_class(class) {
1031                         if (class == rq->curr->sched_class)
1032                                 break;
1033                         if (class == p->sched_class) {
1034                                 resched_curr(rq);
1035                                 break;
1036                         }
1037                 }
1038         }
1039
1040         /*
1041          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1042          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1043          */
1044         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1045                 rq->skip_clock_update = 1;
1046 }
1047
1048 #ifdef CONFIG_SMP
1049 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1050 {
1051 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1052         /*
1053          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1054          * ttwu() will sort out the placement.
1055          */
1056         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1057                         !(task_preempt_count(p) & PREEMPT_ACTIVE));
1058
1059 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1060         /*
1061          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1062          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1063          *
1064          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1065          * see task_group().
1066          *
1067          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1068          * task_rq_lock().
1069          */
1070         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1071                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1072 #endif
1073 #endif
1074
1075         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1076
1077         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1078                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1079                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1080                 p->se.nr_migrations++;
1081                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, NULL, 0);
1082         }
1083
1084         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1085 }
1086
1087 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1088 {
1089         if (task_on_rq_queued(p)) {
1090                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1091
1092                 src_rq = task_rq(p);
1093                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1094
1095                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1096                 set_task_cpu(p, cpu);
1097                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1098                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1099         } else {
1100                 /*
1101                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1102                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1103                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1104                  */
1105                 p->wake_cpu = cpu;
1106         }
1107 }
1108
1109 struct migration_swap_arg {
1110         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1111         int src_cpu, dst_cpu;
1112 };
1113
1114 static int migrate_swap_stop(void *data)
1115 {
1116         struct migration_swap_arg *arg = data;
1117         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1118         int ret = -EAGAIN;
1119
1120         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1121         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1122
1123         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1124                         &arg->dst_task->pi_lock);
1125         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1126         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1127                 goto unlock;
1128
1129         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1130                 goto unlock;
1131
1132         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1133                 goto unlock;
1134
1135         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1136                 goto unlock;
1137
1138         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1139         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1140
1141         ret = 0;
1142
1143 unlock:
1144         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1145         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1146         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1147
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Cross migrate two tasks
1153  */
1154 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1155 {
1156         struct migration_swap_arg arg;
1157         int ret = -EINVAL;
1158
1159         arg = (struct migration_swap_arg){
1160                 .src_task = cur,
1161                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1162                 .dst_task = p,
1163                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1164         };
1165
1166         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1167                 goto out;
1168
1169         /*
1170          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1171          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1172          */
1173         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1174                 goto out;
1175
1176         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1177                 goto out;
1178
1179         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1180                 goto out;
1181
1182         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1183         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1184
1185 out:
1186         return ret;
1187 }
1188
1189 struct migration_arg {
1190         struct task_struct *task;
1191         int dest_cpu;
1192 };
1193
1194 static int migration_cpu_stop(void *data);
1195
1196 /*
1197  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1198  *
1199  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1200  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1201  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1202  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1203  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1204  * @p has remained unscheduled the whole time.
1205  *
1206  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1207  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1208  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1209  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1210  * waiting to become inactive.
1211  */
1212 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1213 {
1214         unsigned long flags;
1215         int running, queued;
1216         unsigned long ncsw;
1217         struct rq *rq;
1218
1219         for (;;) {
1220                 /*
1221                  * We do the initial early heuristics without holding
1222                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1223                  * the runqueue lock when things look like they will
1224                  * work out!
1225                  */
1226                 rq = task_rq(p);
1227
1228                 /*
1229                  * If the task is actively running on another CPU
1230                  * still, just relax and busy-wait without holding
1231                  * any locks.
1232                  *
1233                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1234                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1235                  * But we don't care, since "task_running()" will
1236                  * return false if the runqueue has changed and p
1237                  * is actually now running somewhere else!
1238                  */
1239                 while (task_running(rq, p)) {
1240                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1241                                 return 0;
1242                         cpu_relax();
1243                 }
1244
1245                 /*
1246                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1247                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1248                  * just go back and repeat.
1249                  */
1250                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1251                 trace_sched_wait_task(p);
1252                 running = task_running(rq, p);
1253                 queued = task_on_rq_queued(p);
1254                 ncsw = 0;
1255                 if (!match_state || p->state == match_state)
1256                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1257                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1258
1259                 /*
1260                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1261                  */
1262                 if (unlikely(!ncsw))
1263                         break;
1264
1265                 /*
1266                  * Was it really running after all now that we
1267                  * checked with the proper locks actually held?
1268                  *
1269                  * Oops. Go back and try again..
1270                  */
1271                 if (unlikely(running)) {
1272                         cpu_relax();
1273                         continue;
1274                 }
1275
1276                 /*
1277                  * It's not enough that it's not actively running,
1278                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1279                  * preempted!
1280                  *
1281                  * So if it was still runnable (but just not actively
1282                  * running right now), it's preempted, and we should
1283                  * yield - it could be a while.
1284                  */
1285                 if (unlikely(queued)) {
1286                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1287
1288                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1289                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1290                         continue;
1291                 }
1292
1293                 /*
1294                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1295                  * runnable, which means that it will never become
1296                  * running in the future either. We're all done!
1297                  */
1298                 break;
1299         }
1300
1301         return ncsw;
1302 }
1303
1304 /***
1305  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1306  * @p: the to-be-kicked thread
1307  *
1308  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1309  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1310  *
1311  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1312  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1313  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1314  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1315  * achieved as well.
1316  */
1317 void kick_process(struct task_struct *p)
1318 {
1319         int cpu;
1320
1321         preempt_disable();
1322         cpu = task_cpu(p);
1323         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1324                 smp_send_reschedule(cpu);
1325         preempt_enable();
1326 }
1327 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1328 #endif /* CONFIG_SMP */
1329
1330 #ifdef CONFIG_SMP
1331 /*
1332  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1333  */
1334 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1335 {
1336         int nid = cpu_to_node(cpu);
1337         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1338         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1339         int dest_cpu;
1340
1341         /*
1342          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1343          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1344          * select the cpu on the other node.
1345          */
1346         if (nid != -1) {
1347                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1348
1349                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1350                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1351                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1352                                 continue;
1353                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1354                                 continue;
1355                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1356                                 return dest_cpu;
1357                 }
1358         }
1359
1360         for (;;) {
1361                 /* Any allowed, online CPU? */
1362                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1363                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1364                                 continue;
1365                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1366                                 continue;
1367                         goto out;
1368                 }
1369
1370                 switch (state) {
1371                 case cpuset:
1372                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1373                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1374                         state = possible;
1375                         break;
1376
1377                 case possible:
1378                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1379                         state = fail;
1380                         break;
1381
1382                 case fail:
1383                         BUG();
1384                         break;
1385                 }
1386         }
1387
1388 out:
1389         if (state != cpuset) {
1390                 /*
1391                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1392                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1393                  * leave kernel.
1394                  */
1395                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1396                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1397                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1398                 }
1399         }
1400
1401         return dest_cpu;
1402 }
1403
1404 /*
1405  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1406  */
1407 static inline
1408 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1409 {
1410         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1411
1412         /*
1413          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1414          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1415          * cpu.
1416          *
1417          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1418          *
1419          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1420          *   not worry about this generic constraint ]
1421          */
1422         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1423                      !cpu_online(cpu)))
1424                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1425
1426         return cpu;
1427 }
1428
1429 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1430 {
1431         s64 diff = sample - *avg;
1432         *avg += diff >> 3;
1433 }
1434 #endif
1435
1436 static void
1437 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1438 {
1439 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1440         struct rq *rq = this_rq();
1441
1442 #ifdef CONFIG_SMP
1443         int this_cpu = smp_processor_id();
1444
1445         if (cpu == this_cpu) {
1446                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1447                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1448         } else {
1449                 struct sched_domain *sd;
1450
1451                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1452                 rcu_read_lock();
1453                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1454                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1455                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1456                                 break;
1457                         }
1458                 }
1459                 rcu_read_unlock();
1460         }
1461
1462         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1463                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1464
1465 #endif /* CONFIG_SMP */
1466
1467         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1468         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1469
1470         if (wake_flags & WF_SYNC)
1471                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1472
1473 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1474 }
1475
1476 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1477 {
1478         activate_task(rq, p, en_flags);
1479         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1480
1481         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1482         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1483                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1488  */
1489 static void
1490 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1491 {
1492         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1493         trace_sched_wakeup(p, true);
1494
1495         p->state = TASK_RUNNING;
1496 #ifdef CONFIG_SMP
1497         if (p->sched_class->task_woken)
1498                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1499
1500         if (rq->idle_stamp) {
1501                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1502                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1503
1504                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1505
1506                 if (rq->avg_idle > max)
1507                         rq->avg_idle = max;
1508
1509                 rq->idle_stamp = 0;
1510         }
1511 #endif
1512 }
1513
1514 static void
1515 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_SMP
1518         if (p->sched_contributes_to_load)
1519                 rq->nr_uninterruptible--;
1520 #endif
1521
1522         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1523         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1528  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1529  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1530  * the task is still ->on_rq.
1531  */
1532 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1533 {
1534         struct rq *rq;
1535         int ret = 0;
1536
1537         rq = __task_rq_lock(p);
1538         if (task_on_rq_queued(p)) {
1539                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1540                 update_rq_clock(rq);
1541                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1542                 ret = 1;
1543         }
1544         __task_rq_unlock(rq);
1545
1546         return ret;
1547 }
1548
1549 #ifdef CONFIG_SMP
1550 void sched_ttwu_pending(void)
1551 {
1552         struct rq *rq = this_rq();
1553         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1554         struct task_struct *p;
1555         unsigned long flags;
1556
1557         if (!llist)
1558                 return;
1559
1560         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1561
1562         while (llist) {
1563                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1564                 llist = llist_next(llist);
1565                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1566         }
1567
1568         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1569 }
1570
1571 void scheduler_ipi(void)
1572 {
1573         /*
1574          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1575          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1576          * this IPI.
1577          */
1578         preempt_fold_need_resched();
1579
1580         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1581                 return;
1582
1583         /*
1584          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1585          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1586          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1587          * we do call them.
1588          *
1589          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1590          * properly.
1591          *
1592          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1593          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1594          * somewhat pessimize the simple resched case.
1595          */
1596         irq_enter();
1597         sched_ttwu_pending();
1598
1599         /*
1600          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1601          */
1602         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1603                 this_rq()->idle_balance = 1;
1604                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1605         }
1606         irq_exit();
1607 }
1608
1609 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1610 {
1611         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1612
1613         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1614                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1615                         smp_send_reschedule(cpu);
1616                 else
1617                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1618         }
1619 }
1620
1621 void wake_up_if_idle(int cpu)
1622 {
1623         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1624         unsigned long flags;
1625
1626         if (!is_idle_task(rq->curr))
1627                 return;
1628
1629         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1630                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1631         } else {
1632                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1633                 if (is_idle_task(rq->curr))
1634                         smp_send_reschedule(cpu);
1635                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1636                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1637         }
1638 }
1639
1640 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1641 {
1642         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1643 }
1644 #endif /* CONFIG_SMP */
1645
1646 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1647 {
1648         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1649
1650 #if defined(CONFIG_SMP)
1651         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1652                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1653                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1654                 return;
1655         }
1656 #endif
1657
1658         raw_spin_lock(&rq->lock);
1659         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1660         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1661 }
1662
1663 /**
1664  * try_to_wake_up - wake up a thread
1665  * @p: the thread to be awakened
1666  * @state: the mask of task states that can be woken
1667  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1668  *
1669  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1670  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1671  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1672  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1673  * runnable without the overhead of this.
1674  *
1675  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1676  * or @state didn't match @p's state.
1677  */
1678 static int
1679 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1680 {
1681         unsigned long flags;
1682         int cpu, success = 0;
1683
1684         /*
1685          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1686          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1687          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1688          * set_current_state() the waiting thread does.
1689          */
1690         smp_mb__before_spinlock();
1691         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1692         if (!(p->state & state))
1693                 goto out;
1694
1695         success = 1; /* we're going to change ->state */
1696         cpu = task_cpu(p);
1697
1698         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1699                 goto stat;
1700
1701 #ifdef CONFIG_SMP
1702         /*
1703          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1704          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1705          */
1706         while (p->on_cpu)
1707                 cpu_relax();
1708         /*
1709          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1710          */
1711         smp_rmb();
1712
1713         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1714         p->state = TASK_WAKING;
1715
1716         if (p->sched_class->task_waking)
1717                 p->sched_class->task_waking(p);
1718
1719         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1720         if (task_cpu(p) != cpu) {
1721                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1722                 set_task_cpu(p, cpu);
1723         }
1724 #endif /* CONFIG_SMP */
1725
1726         ttwu_queue(p, cpu);
1727 stat:
1728         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1729 out:
1730         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1731
1732         return success;
1733 }
1734
1735 /**
1736  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1737  * @p: the thread to be awakened
1738  *
1739  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1740  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1741  * the current task.
1742  */
1743 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1744 {
1745         struct rq *rq = task_rq(p);
1746
1747         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1748             WARN_ON_ONCE(p == current))
1749                 return;
1750
1751         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1752
1753         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1754                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1755                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1756                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1757         }
1758
1759         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
1760                 goto out;
1761
1762         if (!task_on_rq_queued(p))
1763                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
1764
1765         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
1766         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
1767 out:
1768         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1769 }
1770
1771 /**
1772  * wake_up_process - Wake up a specific process
1773  * @p: The process to be woken up.
1774  *
1775  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
1776  * processes.
1777  *
1778  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
1779  *
1780  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
1781  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
1782  */
1783 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1784 {
1785         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
1786         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1789
1790 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1791 {
1792         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * This function clears the sched_dl_entity static params.
1797  */
1798 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
1799 {
1800         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
1801
1802         dl_se->dl_runtime = 0;
1803         dl_se->dl_deadline = 0;
1804         dl_se->dl_period = 0;
1805         dl_se->flags = 0;
1806         dl_se->dl_bw = 0;
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1811  * p is forked by current.
1812  *
1813  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1814  */
1815 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1816 {
1817         p->on_rq                        = 0;
1818
1819         p->se.on_rq                     = 0;
1820         p->se.exec_start                = 0;
1821         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1822         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1823         p->se.nr_migrations             = 0;
1824         p->se.vruntime                  = 0;
1825         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
1826
1827 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1828         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
1829 #endif
1830
1831         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
1832         hrtimer_init(&p->dl.dl_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1833         __dl_clear_params(p);
1834
1835         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1836
1837 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1838         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1839 #endif
1840
1841 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1842         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
1843                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
1844                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
1845         }
1846
1847         if (clone_flags & CLONE_VM)
1848                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
1849         else
1850                 p->numa_preferred_nid = -1;
1851
1852         p->node_stamp = 0ULL;
1853         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
1854         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
1855         p->numa_work.next = &p->numa_work;
1856         p->numa_faults_memory = NULL;
1857         p->numa_faults_buffer_memory = NULL;
1858         p->last_task_numa_placement = 0;
1859         p->last_sum_exec_runtime = 0;
1860
1861         INIT_LIST_HEAD(&p->numa_entry);
1862         p->numa_group = NULL;
1863 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1864 }
1865
1866 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1867 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1868 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1869 {
1870         if (enabled)
1871                 sched_feat_set("NUMA");
1872         else
1873                 sched_feat_set("NO_NUMA");
1874 }
1875 #else
1876 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
1877
1878 void set_numabalancing_state(bool enabled)
1879 {
1880         numabalancing_enabled = enabled;
1881 }
1882 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1883
1884 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
1885 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
1886                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1887 {
1888         struct ctl_table t;
1889         int err;
1890         int state = numabalancing_enabled;
1891
1892         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
1893                 return -EPERM;
1894
1895         t = *table;
1896         t.data = &state;
1897         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
1898         if (err < 0)
1899                 return err;
1900         if (write)
1901                 set_numabalancing_state(state);
1902         return err;
1903 }
1904 #endif
1905 #endif
1906
1907 /*
1908  * fork()/clone()-time setup:
1909  */
1910 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1911 {
1912         unsigned long flags;
1913         int cpu = get_cpu();
1914
1915         __sched_fork(clone_flags, p);
1916         /*
1917          * We mark the process as running here. This guarantees that
1918          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1919          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1920          */
1921         p->state = TASK_RUNNING;
1922
1923         /*
1924          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
1925          */
1926         p->prio = current->normal_prio;
1927
1928         /*
1929          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
1930          */
1931         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
1932                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
1933                         p->policy = SCHED_NORMAL;
1934                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1935                         p->rt_priority = 0;
1936                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
1937                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
1938
1939                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
1940                 set_load_weight(p);
1941
1942                 /*
1943                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
1944                  * fulfilled its duty:
1945                  */
1946                 p->sched_reset_on_fork = 0;
1947         }
1948
1949         if (dl_prio(p->prio)) {
1950                 put_cpu();
1951                 return -EAGAIN;
1952         } else if (rt_prio(p->prio)) {
1953                 p->sched_class = &rt_sched_class;
1954         } else {
1955                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1956         }
1957
1958         if (p->sched_class->task_fork)
1959                 p->sched_class->task_fork(p);
1960
1961         /*
1962          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
1963          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
1964          * is ran before sched_fork().
1965          *
1966          * Silence PROVE_RCU.
1967          */
1968         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1969         set_task_cpu(p, cpu);
1970         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1971
1972 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1973         if (likely(sched_info_on()))
1974                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1975 #endif
1976 #if defined(CONFIG_SMP)
1977         p->on_cpu = 0;
1978 #endif
1979         init_task_preempt_count(p);
1980 #ifdef CONFIG_SMP
1981         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
1982         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
1983 #endif
1984
1985         put_cpu();
1986         return 0;
1987 }
1988
1989 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
1990 {
1991         if (runtime == RUNTIME_INF)
1992                 return 1ULL << 20;
1993
1994         /*
1995          * Doing this here saves a lot of checks in all
1996          * the calling paths, and returning zero seems
1997          * safe for them anyway.
1998          */
1999         if (period == 0)
2000                 return 0;
2001
2002         return div64_u64(runtime << 20, period);
2003 }
2004
2005 #ifdef CONFIG_SMP
2006 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2007 {
2008         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held(),
2009                            "sched RCU must be held");
2010         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2011 }
2012
2013 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2014 {
2015         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2016         int cpus = 0;
2017
2018         rcu_lockdep_assert(rcu_read_lock_sched_held(),
2019                            "sched RCU must be held");
2020         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2021                 cpus++;
2022
2023         return cpus;
2024 }
2025 #else
2026 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2027 {
2028         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2029 }
2030
2031 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2032 {
2033         return 1;
2034 }
2035 #endif
2036
2037 static inline
2038 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
2039 {
2040         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
2041 }
2042
2043 static inline
2044 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
2045 {
2046         dl_b->total_bw += tsk_bw;
2047 }
2048
2049 static inline
2050 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
2051 {
2052         return dl_b->bw != -1 &&
2053                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
2054 }
2055
2056 /*
2057  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2058  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2059  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2060  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2061  *
2062  * This function is called while holding p's rq->lock.
2063  */
2064 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2065                        const struct sched_attr *attr)
2066 {
2067
2068         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2069         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2070         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2071         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2072         int cpus, err = -1;
2073
2074         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2075                 return 0;
2076
2077         /*
2078          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2079          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2080          * allocated bandwidth of the container.
2081          */
2082         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2083         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2084         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2085             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2086                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2087                 err = 0;
2088         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2089                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2090                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2091                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2092                 err = 0;
2093         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2094                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2095                 err = 0;
2096         }
2097         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2098
2099         return err;
2100 }
2101
2102 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2103
2104 /*
2105  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2106  *
2107  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2108  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2109  * on the runqueue and wakes it.
2110  */
2111 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2112 {
2113         unsigned long flags;
2114         struct rq *rq;
2115
2116         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2117 #ifdef CONFIG_SMP
2118         /*
2119          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2120          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2121          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2122          */
2123         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2124 #endif
2125
2126         /* Initialize new task's runnable average */
2127         init_task_runnable_average(p);
2128         rq = __task_rq_lock(p);
2129         activate_task(rq, p, 0);
2130         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2131         trace_sched_wakeup_new(p, true);
2132         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2133 #ifdef CONFIG_SMP
2134         if (p->sched_class->task_woken)
2135                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2136 #endif
2137         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2138 }
2139
2140 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2141
2142 /**
2143  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2144  * @notifier: notifier struct to register
2145  */
2146 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2147 {
2148         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2149 }
2150 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2151
2152 /**
2153  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2154  * @notifier: notifier struct to unregister
2155  *
2156  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2157  */
2158 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2159 {
2160         hlist_del(&notifier->link);
2161 }
2162 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2163
2164 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2165 {
2166         struct preempt_notifier *notifier;
2167
2168         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2169                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2170 }
2171
2172 static void
2173 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2174                                  struct task_struct *next)
2175 {
2176         struct preempt_notifier *notifier;
2177
2178         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2179                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2180 }
2181
2182 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2183
2184 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2185 {
2186 }
2187
2188 static void
2189 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2190                                  struct task_struct *next)
2191 {
2192 }
2193
2194 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2195
2196 /**
2197  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2198  * @rq: the runqueue preparing to switch
2199  * @prev: the current task that is being switched out
2200  * @next: the task we are going to switch to.
2201  *
2202  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2203  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2204  * switch.
2205  *
2206  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2207  * hooks.
2208  */
2209 static inline void
2210 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2211                     struct task_struct *next)
2212 {
2213         trace_sched_switch(prev, next);
2214         sched_info_switch(rq, prev, next);
2215         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2216         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2217         prepare_lock_switch(rq, next);
2218         prepare_arch_switch(next);
2219 }
2220
2221 /**
2222  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2223  * @rq: runqueue associated with task-switch
2224  * @prev: the thread we just switched away from.
2225  *
2226  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2227  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2228  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2229  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2230  *
2231  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2232  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2233  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2234  * details.)
2235  */
2236 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2237         __releases(rq->lock)
2238 {
2239         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2240         long prev_state;
2241
2242         rq->prev_mm = NULL;
2243
2244         /*
2245          * A task struct has one reference for the use as "current".
2246          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2247          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2248          * the scheduled task must drop that reference.
2249          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2250          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2251          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2252          * be dropped twice.
2253          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2254          */
2255         prev_state = prev->state;
2256         vtime_task_switch(prev);
2257         finish_arch_switch(prev);
2258         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2259         finish_lock_switch(rq, prev);
2260         finish_arch_post_lock_switch();
2261
2262         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2263         if (mm)
2264                 mmdrop(mm);
2265         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2266                 if (prev->sched_class->task_dead)
2267                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2268
2269                 /*
2270                  * Remove function-return probe instances associated with this
2271                  * task and put them back on the free list.
2272                  */
2273                 kprobe_flush_task(prev);
2274                 put_task_struct(prev);
2275         }
2276
2277         tick_nohz_task_switch(current);
2278 }
2279
2280 #ifdef CONFIG_SMP
2281
2282 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2283 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2284 {
2285         if (rq->post_schedule) {
2286                 unsigned long flags;
2287
2288                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2289                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2290                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2291                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2292
2293                 rq->post_schedule = 0;
2294         }
2295 }
2296
2297 #else
2298
2299 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2300 {
2301 }
2302
2303 #endif
2304
2305 /**
2306  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2307  * @prev: the thread we just switched away from.
2308  */
2309 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2310         __releases(rq->lock)
2311 {
2312         struct rq *rq = this_rq();
2313
2314         finish_task_switch(rq, prev);
2315
2316         /*
2317          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2318          * task_switch?
2319          */
2320         post_schedule(rq);
2321
2322         if (current->set_child_tid)
2323                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * context_switch - switch to the new MM and the new
2328  * thread's register state.
2329  */
2330 static inline void
2331 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2332                struct task_struct *next)
2333 {
2334         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2335
2336         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2337
2338         mm = next->mm;
2339         oldmm = prev->active_mm;
2340         /*
2341          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2342          * combine the page table reload and the switch backend into
2343          * one hypercall.
2344          */
2345         arch_start_context_switch(prev);
2346
2347         if (!mm) {
2348                 next->active_mm = oldmm;
2349                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2350                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2351         } else
2352                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2353
2354         if (!prev->mm) {
2355                 prev->active_mm = NULL;
2356                 rq->prev_mm = oldmm;
2357         }
2358         /*
2359          * Since the runqueue lock will be released by the next
2360          * task (which is an invalid locking op but in the case
2361          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2362          * do an early lockdep release here:
2363          */
2364         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2365
2366         context_tracking_task_switch(prev, next);
2367         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2368         switch_to(prev, next, prev);
2369
2370         barrier();
2371         /*
2372          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2373          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2374          * frame will be invalid.
2375          */
2376         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2377 }
2378
2379 /*
2380  * nr_running and nr_context_switches:
2381  *
2382  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2383  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2384  */
2385 unsigned long nr_running(void)
2386 {
2387         unsigned long i, sum = 0;
2388
2389         for_each_online_cpu(i)
2390                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2391
2392         return sum;
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Check if only the current task is running on the cpu.
2397  */
2398 bool single_task_running(void)
2399 {
2400         if (cpu_rq(smp_processor_id())->nr_running == 1)
2401                 return true;
2402         else
2403                 return false;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2406
2407 unsigned long long nr_context_switches(void)
2408 {
2409         int i;
2410         unsigned long long sum = 0;
2411
2412         for_each_possible_cpu(i)
2413                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2414
2415         return sum;
2416 }
2417
2418 unsigned long nr_iowait(void)
2419 {
2420         unsigned long i, sum = 0;
2421
2422         for_each_possible_cpu(i)
2423                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2424
2425         return sum;
2426 }
2427
2428 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2429 {
2430         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2431         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2432 }
2433
2434 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2435 {
2436         struct rq *this = this_rq();
2437         *nr_waiters = atomic_read(&this->nr_iowait);
2438         *load = this->cpu_load[0];
2439 }
2440
2441 #ifdef CONFIG_SMP
2442
2443 /*
2444  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2445  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2446  */
2447 void sched_exec(void)
2448 {
2449         struct task_struct *p = current;
2450         unsigned long flags;
2451         int dest_cpu;
2452
2453         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2454         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2455         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2456                 goto unlock;
2457
2458         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2459                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2460
2461                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2462                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2463                 return;
2464         }
2465 unlock:
2466         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2467 }
2468
2469 #endif
2470
2471 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2472 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2473
2474 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2475 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2476
2477 /*
2478  * Return accounted runtime for the task.
2479  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2480  * pending runtime that have not been accounted yet.
2481  */
2482 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2483 {
2484         unsigned long flags;
2485         struct rq *rq;
2486         u64 ns;
2487
2488 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2489         /*
2490          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2491          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2492          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2493          *
2494          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2495          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2496          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2497          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2498          * been accounted, so we're correct here as well.
2499          */
2500         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2501                 return p->se.sum_exec_runtime;
2502 #endif
2503
2504         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2505         /*
2506          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2507          * project cycles that may never be accounted to this
2508          * thread, breaking clock_gettime().
2509          */
2510         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2511                 update_rq_clock(rq);
2512                 p->sched_class->update_curr(rq);
2513         }
2514         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2515         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2516
2517         return ns;
2518 }
2519
2520 /*
2521  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2522  * We call it with interrupts disabled.
2523  */
2524 void scheduler_tick(void)
2525 {
2526         int cpu = smp_processor_id();
2527         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2528         struct task_struct *curr = rq->curr;
2529
2530         sched_clock_tick();
2531
2532         raw_spin_lock(&rq->lock);
2533         update_rq_clock(rq);
2534         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2535         update_cpu_load_active(rq);
2536         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2537
2538         perf_event_task_tick();
2539
2540 #ifdef CONFIG_SMP
2541         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2542         trigger_load_balance(rq);
2543 #endif
2544         rq_last_tick_reset(rq);
2545 }
2546
2547 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2548 /**
2549  * scheduler_tick_max_deferment
2550  *
2551  * Keep at least one tick per second when a single
2552  * active task is running because the scheduler doesn't
2553  * yet completely support full dynticks environment.
2554  *
2555  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2556  * balancing, etc... continue to move forward, even
2557  * with a very low granularity.
2558  *
2559  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
2560  */
2561 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2562 {
2563         struct rq *rq = this_rq();
2564         unsigned long next, now = ACCESS_ONCE(jiffies);
2565
2566         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2567
2568         if (time_before_eq(next, now))
2569                 return 0;
2570
2571         return jiffies_to_nsecs(next - now);
2572 }
2573 #endif
2574
2575 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2576 {
2577         if (in_lock_functions(addr)) {
2578                 addr = CALLER_ADDR2;
2579                 if (in_lock_functions(addr))
2580                         addr = CALLER_ADDR3;
2581         }
2582         return addr;
2583 }
2584
2585 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2586                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2587
2588 void preempt_count_add(int val)
2589 {
2590 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2591         /*
2592          * Underflow?
2593          */
2594         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2595                 return;
2596 #endif
2597         __preempt_count_add(val);
2598 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2599         /*
2600          * Spinlock count overflowing soon?
2601          */
2602         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2603                                 PREEMPT_MASK - 10);
2604 #endif
2605         if (preempt_count() == val) {
2606                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
2607 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2608                 current->preempt_disable_ip = ip;
2609 #endif
2610                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
2611         }
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
2614 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
2615
2616 void preempt_count_sub(int val)
2617 {
2618 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2619         /*
2620          * Underflow?
2621          */
2622         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2623                 return;
2624         /*
2625          * Is the spinlock portion underflowing?
2626          */
2627         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2628                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2629                 return;
2630 #endif
2631
2632         if (preempt_count() == val)
2633                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2634         __preempt_count_sub(val);
2635 }
2636 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
2637 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
2638
2639 #endif
2640
2641 /*
2642  * Print scheduling while atomic bug:
2643  */
2644 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2645 {
2646         if (oops_in_progress)
2647                 return;
2648
2649         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2650                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2651
2652         debug_show_held_locks(prev);
2653         print_modules();
2654         if (irqs_disabled())
2655                 print_irqtrace_events(prev);
2656 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2657         if (in_atomic_preempt_off()) {
2658                 pr_err("Preemption disabled at:");
2659                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
2660                 pr_cont("\n");
2661         }
2662 #endif
2663         dump_stack();
2664         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2665 }
2666
2667 /*
2668  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2669  */
2670 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2671 {
2672 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
2673         BUG_ON(unlikely(task_stack_end_corrupted(prev)));
2674 #endif
2675         /*
2676          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2677          * schedule() atomically, we ignore that path. Otherwise whine
2678          * if we are scheduling when we should not.
2679          */
2680         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && prev->state != TASK_DEAD))
2681                 __schedule_bug(prev);
2682         rcu_sleep_check();
2683
2684         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2685
2686         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2687 }
2688
2689 /*
2690  * Pick up the highest-prio task:
2691  */
2692 static inline struct task_struct *
2693 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2694 {
2695         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
2696         struct task_struct *p;
2697
2698         /*
2699          * Optimization: we know that if all tasks are in
2700          * the fair class we can call that function directly:
2701          */
2702         if (likely(prev->sched_class == class &&
2703                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2704                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
2705                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
2706                         goto again;
2707
2708                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
2709                 if (unlikely(!p))
2710                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
2711
2712                 return p;
2713         }
2714
2715 again:
2716         for_each_class(class) {
2717                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
2718                 if (p) {
2719                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
2720                                 goto again;
2721                         return p;
2722                 }
2723         }
2724
2725         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
2726 }
2727
2728 /*
2729  * __schedule() is the main scheduler function.
2730  *
2731  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
2732  *
2733  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
2734  *
2735  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
2736  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
2737  *
2738  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
2739  *      interrupt handler scheduler_tick().
2740  *
2741  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
2742  *      task to the run-queue and that's it.
2743  *
2744  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
2745  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
2746  *      called on the nearest possible occasion:
2747  *
2748  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
2749  *
2750  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
2751  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
2752  *           spin_unlock()!)
2753  *
2754  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
2755  *           preemptible context
2756  *
2757  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
2758  *         then at the next:
2759  *
2760  *          - cond_resched() call
2761  *          - explicit schedule() call
2762  *          - return from syscall or exception to user-space
2763  *          - return from interrupt-handler to user-space
2764  */
2765 static void __sched __schedule(void)
2766 {
2767         struct task_struct *prev, *next;
2768         unsigned long *switch_count;
2769         struct rq *rq;
2770         int cpu;
2771
2772 need_resched:
2773         preempt_disable();
2774         cpu = smp_processor_id();
2775         rq = cpu_rq(cpu);
2776         rcu_note_context_switch(cpu);
2777         prev = rq->curr;
2778
2779         schedule_debug(prev);
2780
2781         if (sched_feat(HRTICK))
2782                 hrtick_clear(rq);
2783
2784         /*
2785          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
2786          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
2787          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
2788          */
2789         smp_mb__before_spinlock();
2790         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
2791
2792         switch_count = &prev->nivcsw;
2793         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
2794                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
2795                         prev->state = TASK_RUNNING;
2796                 } else {
2797                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
2798                         prev->on_rq = 0;
2799
2800                         /*
2801                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
2802                          * whether it wants to wake up a task to maintain
2803                          * concurrency.
2804                          */
2805                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
2806                                 struct task_struct *to_wakeup;
2807
2808                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
2809                                 if (to_wakeup)
2810                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
2811                         }
2812                 }
2813                 switch_count = &prev->nvcsw;
2814         }
2815
2816         if (task_on_rq_queued(prev) || rq->skip_clock_update < 0)
2817                 update_rq_clock(rq);
2818
2819         next = pick_next_task(rq, prev);
2820         clear_tsk_need_resched(prev);
2821         clear_preempt_need_resched();
2822         rq->skip_clock_update = 0;
2823
2824         if (likely(prev != next)) {
2825                 rq->nr_switches++;
2826                 rq->curr = next;
2827                 ++*switch_count;
2828
2829                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
2830                 /*
2831                  * The context switch have flipped the stack from under us
2832                  * and restored the local variables which were saved when
2833                  * this task called schedule() in the past. prev == current
2834                  * is still correct, but it can be moved to another cpu/rq.
2835                  */
2836                 cpu = smp_processor_id();
2837                 rq = cpu_rq(cpu);
2838         } else
2839                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2840
2841         post_schedule(rq);
2842
2843         sched_preempt_enable_no_resched();
2844         if (need_resched())
2845                 goto need_resched;
2846 }
2847
2848 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
2849 {
2850         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
2851                 return;
2852         /*
2853          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
2854          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
2855          */
2856         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
2857                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
2858 }
2859
2860 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
2861 {
2862         struct task_struct *tsk = current;
2863
2864         sched_submit_work(tsk);
2865         __schedule();
2866 }
2867 EXPORT_SYMBOL(schedule);
2868
2869 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2870 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
2871 {
2872         /*
2873          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
2874          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
2875          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
2876          * we find a better solution.
2877          *
2878          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
2879          * should warn if prev_state != IN_USER, but that will trigger
2880          * too frequently to make sense yet.
2881          */
2882         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
2883         schedule();
2884         exception_exit(prev_state);
2885 }
2886 #endif
2887
2888 /**
2889  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
2890  *
2891  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
2892  */
2893 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
2894 {
2895         sched_preempt_enable_no_resched();
2896         schedule();
2897         preempt_disable();
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2901 /*
2902  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
2903  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
2904  * occur there and call schedule directly.
2905  */
2906 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
2907 {
2908         /*
2909          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
2910          * we do not want to preempt the current task. Just return..
2911          */
2912         if (likely(!preemptible()))
2913                 return;
2914
2915         do {
2916                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
2917                 __schedule();
2918                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
2919
2920                 /*
2921                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
2922                  * between schedule and now.
2923                  */
2924                 barrier();
2925         } while (need_resched());
2926 }
2927 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
2928 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
2929
2930 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
2931 /**
2932  * preempt_schedule_context - preempt_schedule called by tracing
2933  *
2934  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
2935  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
2936  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
2937  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
2938  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
2939  * to be called when the system is still in usermode.
2940  *
2941  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
2942  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
2943  * calling the scheduler.
2944  */
2945 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_context(void)
2946 {
2947         enum ctx_state prev_ctx;
2948
2949         if (likely(!preemptible()))
2950                 return;
2951
2952         do {
2953                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
2954                 /*
2955                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
2956                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
2957                  * an infinite recursion.
2958                  */
2959                 prev_ctx = exception_enter();
2960                 __schedule();
2961                 exception_exit(prev_ctx);
2962
2963                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
2964                 barrier();
2965         } while (need_resched());
2966 }
2967 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_context);
2968 #endif /* CONFIG_CONTEXT_TRACKING */
2969
2970 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
2971
2972 /*
2973  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
2974  * off of irq context.
2975  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
2976  * protect us against recursive calling from irq.
2977  */
2978 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
2979 {
2980         enum ctx_state prev_state;
2981
2982         /* Catch callers which need to be fixed */
2983         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
2984
2985         prev_state = exception_enter();
2986
2987         do {
2988                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE);
2989                 local_irq_enable();
2990                 __schedule();
2991                 local_irq_disable();
2992                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE);
2993
2994                 /*
2995                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
2996                  * between schedule and now.
2997                  */
2998                 barrier();
2999         } while (need_resched());
3000
3001         exception_exit(prev_state);
3002 }
3003
3004 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3005                           void *key)
3006 {
3007         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3010
3011 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3012
3013 /*
3014  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3015  * @p: task
3016  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3017  *
3018  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3019  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3020  *
3021  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3022  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3023  */
3024 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3025 {
3026         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = 0;
3027         struct rq *rq;
3028         const struct sched_class *prev_class;
3029
3030         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3031
3032         rq = __task_rq_lock(p);
3033
3034         /*
3035          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3036          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3037          *
3038          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3039          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3040          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3041          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3042          * with interrupts disabled and will complete the lock
3043          * protected section without being interrupted. So there is no
3044          * real need to boost.
3045          */
3046         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3047                 WARN_ON(p != rq->curr);
3048                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3049                 goto out_unlock;
3050         }
3051
3052         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3053         oldprio = p->prio;
3054         prev_class = p->sched_class;
3055         queued = task_on_rq_queued(p);
3056         running = task_current(rq, p);
3057         if (queued)
3058                 dequeue_task(rq, p, 0);
3059         if (running)
3060                 put_prev_task(rq, p);
3061
3062         /*
3063          * Boosting condition are:
3064          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3065          *      --> -dl task blocks on mutex A
3066          *
3067          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3068          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3069          *          running task
3070          */
3071         if (dl_prio(prio)) {
3072                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3073                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3074                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3075                         p->dl.dl_boosted = 1;
3076                         p->dl.dl_throttled = 0;
3077                         enqueue_flag = ENQUEUE_REPLENISH;
3078                 } else
3079                         p->dl.dl_boosted = 0;
3080                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3081         } else if (rt_prio(prio)) {
3082                 if (dl_prio(oldprio))
3083                         p->dl.dl_boosted = 0;
3084                 if (oldprio < prio)
3085                         enqueue_flag = ENQUEUE_HEAD;
3086                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3087         } else {
3088                 if (dl_prio(oldprio))
3089                         p->dl.dl_boosted = 0;
3090                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3091         }
3092
3093         p->prio = prio;
3094
3095         if (running)
3096                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3097         if (queued)
3098                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3099
3100         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3101 out_unlock:
3102         __task_rq_unlock(rq);
3103 }
3104 #endif
3105
3106 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3107 {
3108         int old_prio, delta, queued;
3109         unsigned long flags;
3110         struct rq *rq;
3111
3112         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3113                 return;
3114         /*
3115          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3116          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3117          */
3118         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3119         /*
3120          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3121          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3122          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3123          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3124          */
3125         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3126                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3127                 goto out_unlock;
3128         }
3129         queued = task_on_rq_queued(p);
3130         if (queued)
3131                 dequeue_task(rq, p, 0);
3132
3133         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3134         set_load_weight(p);
3135         old_prio = p->prio;
3136         p->prio = effective_prio(p);
3137         delta = p->prio - old_prio;
3138
3139         if (queued) {
3140                 enqueue_task(rq, p, 0);
3141                 /*
3142                  * If the task increased its priority or is running and
3143                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3144                  */
3145                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3146                         resched_curr(rq);
3147         }
3148 out_unlock:
3149         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3150 }
3151 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3152
3153 /*
3154  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3155  * @p: task
3156  * @nice: nice value
3157  */
3158 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3159 {
3160         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3161         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3162
3163         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3164                 capable(CAP_SYS_NICE));
3165 }
3166
3167 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3168
3169 /*
3170  * sys_nice - change the priority of the current process.
3171  * @increment: priority increment
3172  *
3173  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3174  * does similar things.
3175  */
3176 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3177 {
3178         long nice, retval;
3179
3180         /*
3181          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3182          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3183          * and we have a single winner.
3184          */
3185         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3186         nice = task_nice(current) + increment;
3187
3188         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3189         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3190                 return -EPERM;
3191
3192         retval = security_task_setnice(current, nice);
3193         if (retval)
3194                 return retval;
3195
3196         set_user_nice(current, nice);
3197         return 0;
3198 }
3199
3200 #endif
3201
3202 /**
3203  * task_prio - return the priority value of a given task.
3204  * @p: the task in question.
3205  *
3206  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3207  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3208  * around 0, value goes from -16 to +15.
3209  */
3210 int task_prio(const struct task_struct *p)
3211 {
3212         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3213 }
3214
3215 /**
3216  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3217  * @cpu: the processor in question.
3218  *
3219  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3220  */
3221 int idle_cpu(int cpu)
3222 {
3223         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3224
3225         if (rq->curr != rq->idle)
3226                 return 0;
3227
3228         if (rq->nr_running)
3229                 return 0;
3230
3231 #ifdef CONFIG_SMP
3232         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3233                 return 0;
3234 #endif
3235
3236         return 1;
3237 }
3238
3239 /**
3240  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3241  * @cpu: the processor in question.
3242  *
3243  * Return: The idle task for the cpu @cpu.
3244  */
3245 struct task_struct *idle_task(int cpu)
3246 {
3247         return cpu_rq(cpu)->idle;
3248 }
3249
3250 /**
3251  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
3252  * @pid: the pid in question.
3253  *
3254  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
3255  */
3256 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
3257 {
3258         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
3259 }
3260
3261 /*
3262  * This function initializes the sched_dl_entity of a newly becoming
3263  * SCHED_DEADLINE task.
3264  *
3265  * Only the static values are considered here, the actual runtime and the
3266  * absolute deadline will be properly calculated when the task is enqueued
3267  * for the first time with its new policy.
3268  */
3269 static void
3270 __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
3271 {
3272         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3273
3274         init_dl_task_timer(dl_se);
3275         dl_se->dl_runtime = attr->sched_runtime;
3276         dl_se->dl_deadline = attr->sched_deadline;
3277         dl_se->dl_period = attr->sched_period ?: dl_se->dl_deadline;
3278         dl_se->flags = attr->sched_flags;
3279         dl_se->dl_bw = to_ratio(dl_se->dl_period, dl_se->dl_runtime);
3280         dl_se->dl_throttled = 0;
3281         dl_se->dl_new = 1;
3282         dl_se->dl_yielded = 0;
3283 }
3284
3285 /*
3286  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
3287  * it calls know not to change it.
3288  */
3289 #define SETPARAM_POLICY -1
3290
3291 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
3292                 const struct sched_attr *attr)
3293 {
3294         int policy = attr->sched_policy;
3295
3296         if (policy == SETPARAM_POLICY)
3297                 policy = p->policy;
3298
3299         p->policy = policy;
3300
3301         if (dl_policy(policy))
3302                 __setparam_dl(p, attr);
3303         else if (fair_policy(policy))
3304                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
3305
3306         /*
3307          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
3308          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
3309          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
3310          */
3311         p->rt_priority = attr->sched_priority;
3312         p->normal_prio = normal_prio(p);
3313         set_load_weight(p);
3314 }
3315
3316 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
3317 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3318                            const struct sched_attr *attr)
3319 {
3320         __setscheduler_params(p, attr);
3321
3322         /*
3323          * If we get here, there was no pi waiters boosting the
3324          * task. It is safe to use the normal prio.
3325          */
3326         p->prio = normal_prio(p);
3327
3328         if (dl_prio(p->prio))
3329                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3330         else if (rt_prio(p->prio))
3331                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3332         else
3333                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3334 }
3335
3336 static void
3337 __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
3338 {
3339         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
3340
3341         attr->sched_priority = p->rt_priority;
3342         attr->sched_runtime = dl_se->dl_runtime;
3343         attr->sched_deadline = dl_se->dl_deadline;
3344         attr->sched_period = dl_se->dl_period;
3345         attr->sched_flags = dl_se->flags;
3346 }
3347
3348 /*
3349  * This function validates the new parameters of a -deadline task.
3350  * We ask for the deadline not being zero, and greater or equal
3351  * than the runtime, as well as the period of being zero or
3352  * greater than deadline. Furthermore, we have to be sure that
3353  * user parameters are above the internal resolution of 1us (we
3354  * check sched_runtime only since it is always the smaller one) and
3355  * below 2^63 ns (we have to check both sched_deadline and
3356  * sched_period, as the latter can be zero).
3357  */
3358 static bool
3359 __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr)
3360 {
3361         /* deadline != 0 */
3362         if (attr->sched_deadline == 0)
3363                 return false;
3364
3365         /*
3366          * Since we truncate DL_SCALE bits, make sure we're at least
3367          * that big.
3368          */
3369         if (attr->sched_runtime < (1ULL << DL_SCALE))
3370                 return false;
3371
3372         /*
3373          * Since we use the MSB for wrap-around and sign issues, make
3374          * sure it's not set (mind that period can be equal to zero).
3375          */
3376         if (attr->sched_deadline & (1ULL << 63) ||
3377             attr->sched_period & (1ULL << 63))
3378                 return false;
3379
3380         /* runtime <= deadline <= period (if period != 0) */
3381         if ((attr->sched_period != 0 &&
3382              attr->sched_period < attr->sched_deadline) ||
3383             attr->sched_deadline < attr->sched_runtime)
3384                 return false;
3385
3386         return true;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * check the target process has a UID that matches the current process's
3391  */
3392 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
3393 {
3394         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
3395         bool match;
3396
3397         rcu_read_lock();
3398         pcred = __task_cred(p);
3399         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
3400                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
3401         rcu_read_unlock();
3402         return match;
3403 }
3404
3405 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
3406                                 const struct sched_attr *attr,
3407                                 bool user)
3408 {
3409         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
3410                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
3411         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
3412         int policy = attr->sched_policy;
3413         unsigned long flags;
3414         const struct sched_class *prev_class;
3415         struct rq *rq;
3416         int reset_on_fork;
3417
3418         /* may grab non-irq protected spin_locks */
3419         BUG_ON(in_interrupt());
3420 recheck:
3421         /* double check policy once rq lock held */
3422         if (policy < 0) {
3423                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
3424                 policy = oldpolicy = p->policy;
3425         } else {
3426                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
3427
3428                 if (policy != SCHED_DEADLINE &&
3429                                 policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
3430                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
3431                                 policy != SCHED_IDLE)
3432                         return -EINVAL;
3433         }
3434
3435         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK))
3436                 return -EINVAL;
3437
3438         /*
3439          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
3440          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
3441          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
3442          */
3443         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
3444             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
3445                 return -EINVAL;
3446         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
3447             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
3448                 return -EINVAL;
3449
3450         /*
3451          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
3452          */
3453         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
3454                 if (fair_policy(policy)) {
3455                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
3456                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
3457                                 return -EPERM;
3458                 }
3459
3460                 if (rt_policy(policy)) {
3461                         unsigned long rlim_rtprio =
3462                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
3463
3464                         /* can't set/change the rt policy */
3465                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
3466                                 return -EPERM;
3467
3468                         /* can't increase priority */
3469                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
3470                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
3471                                 return -EPERM;
3472                 }
3473
3474                  /*
3475                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
3476                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
3477                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
3478                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
3479                   */
3480                 if (dl_policy(policy))
3481                         return -EPERM;
3482
3483                 /*
3484                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
3485                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
3486                  */
3487                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE) {
3488                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
3489                                 return -EPERM;
3490                 }
3491
3492                 /* can't change other user's priorities */
3493                 if (!check_same_owner(p))
3494                         return -EPERM;
3495
3496                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
3497                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
3498                         return -EPERM;
3499         }
3500
3501         if (user) {
3502                 retval = security_task_setscheduler(p);
3503                 if (retval)
3504                         return retval;
3505         }
3506
3507         /*
3508          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
3509          * changing the priority of the task:
3510          *
3511          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
3512          * runqueue lock must be held.
3513          */
3514         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3515
3516         /*
3517          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea
3518          */
3519         if (p == rq->stop) {
3520                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3521                 return -EINVAL;
3522         }
3523
3524         /*