bcd214e4b4d630eb3304f6000a220dc881bafc24
[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 DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
94 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
95
96 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta);
97
98 void update_rq_clock(struct rq *rq)
99 {
100         s64 delta;
101
102         lockdep_assert_held(&rq->lock);
103
104         if (rq->clock_skip_update & RQCF_ACT_SKIP)
105                 return;
106
107         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
108         if (delta < 0)
109                 return;
110         rq->clock += delta;
111         update_rq_clock_task(rq, delta);
112 }
113
114 /*
115  * Debugging: various feature bits
116  */
117
118 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
119         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
120
121 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
122 #include "features.h"
123         0;
124
125 #undef SCHED_FEAT
126
127 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         #name ,
130
131 static const char * const sched_feat_names[] = {
132 #include "features.h"
133 };
134
135 #undef SCHED_FEAT
136
137 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
138 {
139         int i;
140
141         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
142                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
143                         seq_puts(m, "NO_");
144                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
145         }
146         seq_puts(m, "\n");
147
148         return 0;
149 }
150
151 #ifdef HAVE_JUMP_LABEL
152
153 #define jump_label_key__true  STATIC_KEY_INIT_TRUE
154 #define jump_label_key__false STATIC_KEY_INIT_FALSE
155
156 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
157         jump_label_key__##enabled ,
158
159 struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR] = {
160 #include "features.h"
161 };
162
163 #undef SCHED_FEAT
164
165 static void sched_feat_disable(int i)
166 {
167         static_key_disable(&sched_feat_keys[i]);
168 }
169
170 static void sched_feat_enable(int i)
171 {
172         static_key_enable(&sched_feat_keys[i]);
173 }
174 #else
175 static void sched_feat_disable(int i) { };
176 static void sched_feat_enable(int i) { };
177 #endif /* HAVE_JUMP_LABEL */
178
179 static int sched_feat_set(char *cmp)
180 {
181         int i;
182         int neg = 0;
183
184         if (strncmp(cmp, "NO_", 3) == 0) {
185                 neg = 1;
186                 cmp += 3;
187         }
188
189         for (i = 0; i < __SCHED_FEAT_NR; i++) {
190                 if (strcmp(cmp, sched_feat_names[i]) == 0) {
191                         if (neg) {
192                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
193                                 sched_feat_disable(i);
194                         } else {
195                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
196                                 sched_feat_enable(i);
197                         }
198                         break;
199                 }
200         }
201
202         return i;
203 }
204
205 static ssize_t
206 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
207                 size_t cnt, loff_t *ppos)
208 {
209         char buf[64];
210         char *cmp;
211         int i;
212         struct inode *inode;
213
214         if (cnt > 63)
215                 cnt = 63;
216
217         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
218                 return -EFAULT;
219
220         buf[cnt] = 0;
221         cmp = strstrip(buf);
222
223         /* Ensure the static_key remains in a consistent state */
224         inode = file_inode(filp);
225         mutex_lock(&inode->i_mutex);
226         i = sched_feat_set(cmp);
227         mutex_unlock(&inode->i_mutex);
228         if (i == __SCHED_FEAT_NR)
229                 return -EINVAL;
230
231         *ppos += cnt;
232
233         return cnt;
234 }
235
236 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
237 {
238         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
239 }
240
241 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
242         .open           = sched_feat_open,
243         .write          = sched_feat_write,
244         .read           = seq_read,
245         .llseek         = seq_lseek,
246         .release        = single_release,
247 };
248
249 static __init int sched_init_debug(void)
250 {
251         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
252                         &sched_feat_fops);
253
254         return 0;
255 }
256 late_initcall(sched_init_debug);
257 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
258
259 /*
260  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
261  * Limited because this is done with IRQs disabled.
262  */
263 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
264
265 /*
266  * period over which we average the RT time consumption, measured
267  * in ms.
268  *
269  * default: 1s
270  */
271 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
272
273 /*
274  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
275  * default: 1s
276  */
277 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
278
279 __read_mostly int scheduler_running;
280
281 /*
282  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
283  * default: 0.95s
284  */
285 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
286
287 /* cpus with isolated domains */
288 cpumask_var_t cpu_isolated_map;
289
290 /*
291  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
292  */
293 static struct rq *this_rq_lock(void)
294         __acquires(rq->lock)
295 {
296         struct rq *rq;
297
298         local_irq_disable();
299         rq = this_rq();
300         raw_spin_lock(&rq->lock);
301
302         return rq;
303 }
304
305 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
306 /*
307  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
308  */
309
310 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
311 {
312         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
313                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
314 }
315
316 /*
317  * High-resolution timer tick.
318  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
319  */
320 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
321 {
322         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
323
324         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
325
326         raw_spin_lock(&rq->lock);
327         update_rq_clock(rq);
328         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
329         raw_spin_unlock(&rq->lock);
330
331         return HRTIMER_NORESTART;
332 }
333
334 #ifdef CONFIG_SMP
335
336 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
337 {
338         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
339
340         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
341 }
342
343 /*
344  * called from hardirq (IPI) context
345  */
346 static void __hrtick_start(void *arg)
347 {
348         struct rq *rq = arg;
349
350         raw_spin_lock(&rq->lock);
351         __hrtick_restart(rq);
352         rq->hrtick_csd_pending = 0;
353         raw_spin_unlock(&rq->lock);
354 }
355
356 /*
357  * Called to set the hrtick timer state.
358  *
359  * called with rq->lock held and irqs disabled
360  */
361 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
362 {
363         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
364         ktime_t time;
365         s64 delta;
366
367         /*
368          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
369          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
370          */
371         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
372         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
373
374         hrtimer_set_expires(timer, time);
375
376         if (rq == this_rq()) {
377                 __hrtick_restart(rq);
378         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
379                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
380                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
381         }
382 }
383
384 static int
385 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
386 {
387         int cpu = (int)(long)hcpu;
388
389         switch (action) {
390         case CPU_UP_CANCELED:
391         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
392         case CPU_DOWN_PREPARE:
393         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
394         case CPU_DEAD:
395         case CPU_DEAD_FROZEN:
396                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
397                 return NOTIFY_OK;
398         }
399
400         return NOTIFY_DONE;
401 }
402
403 static __init void init_hrtick(void)
404 {
405         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
406 }
407 #else
408 /*
409  * Called to set the hrtick timer state.
410  *
411  * called with rq->lock held and irqs disabled
412  */
413 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
414 {
415         /*
416          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
417          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
418          */
419         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
420         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
421                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
422 }
423
424 static inline void init_hrtick(void)
425 {
426 }
427 #endif /* CONFIG_SMP */
428
429 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
430 {
431 #ifdef CONFIG_SMP
432         rq->hrtick_csd_pending = 0;
433
434         rq->hrtick_csd.flags = 0;
435         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
436         rq->hrtick_csd.info = rq;
437 #endif
438
439         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
440         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
441 }
442 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
443 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
444 {
445 }
446
447 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
448 {
449 }
450
451 static inline void init_hrtick(void)
452 {
453 }
454 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
455
456 /*
457  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
458  */
459 #define fetch_or(ptr, val)                                              \
460 ({      typeof(*(ptr)) __old, __val = *(ptr);                           \
461         for (;;) {                                                      \
462                 __old = cmpxchg((ptr), __val, __val | (val));           \
463                 if (__old == __val)                                     \
464                         break;                                          \
465                 __val = __old;                                          \
466         }                                                               \
467         __old;                                                          \
468 })
469
470 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
471 /*
472  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
473  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
474  * spurious IPIs.
475  */
476 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
477 {
478         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
479         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
480 }
481
482 /*
483  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
484  *
485  * If this returns true, then the idle task promises to call
486  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
487  */
488 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
489 {
490         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
491         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
492
493         for (;;) {
494                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
495                         return false;
496                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
497                         return true;
498                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
499                 if (old == val)
500                         break;
501                 val = old;
502         }
503         return true;
504 }
505
506 #else
507 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
508 {
509         set_tsk_need_resched(p);
510         return true;
511 }
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
515 {
516         return false;
517 }
518 #endif
519 #endif
520
521 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
522 {
523         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
524
525         /*
526          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
527          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
528          * wakeup due to that.
529          *
530          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
531          * barrier implied by the wakeup in wake_up_list().
532          */
533         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
534                 return;
535
536         get_task_struct(task);
537
538         /*
539          * The head is context local, there can be no concurrency.
540          */
541         *head->lastp = node;
542         head->lastp = &node->next;
543 }
544
545 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
546 {
547         struct wake_q_node *node = head->first;
548
549         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
550                 struct task_struct *task;
551
552                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
553                 BUG_ON(!task);
554                 /* task can safely be re-inserted now */
555                 node = node->next;
556                 task->wake_q.next = NULL;
557
558                 /*
559                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
560                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
561                  */
562                 wake_up_process(task);
563                 put_task_struct(task);
564         }
565 }
566
567 /*
568  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
569  *
570  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
571  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
572  * the target CPU.
573  */
574 void resched_curr(struct rq *rq)
575 {
576         struct task_struct *curr = rq->curr;
577         int cpu;
578
579         lockdep_assert_held(&rq->lock);
580
581         if (test_tsk_need_resched(curr))
582                 return;
583
584         cpu = cpu_of(rq);
585
586         if (cpu == smp_processor_id()) {
587                 set_tsk_need_resched(curr);
588                 set_preempt_need_resched();
589                 return;
590         }
591
592         if (set_nr_and_not_polling(curr))
593                 smp_send_reschedule(cpu);
594         else
595                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
596 }
597
598 void resched_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601         unsigned long flags;
602
603         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
604                 return;
605         resched_curr(rq);
606         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
607 }
608
609 #ifdef CONFIG_SMP
610 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
611 /*
612  * In the semi idle case, use the nearest busy cpu for migrating timers
613  * from an idle cpu.  This is good for power-savings.
614  *
615  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
616  * selecting an idle cpu will add more delays to the timers than intended
617  * (as that cpu's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
618  */
619 int get_nohz_timer_target(void)
620 {
621         int i, cpu = smp_processor_id();
622         struct sched_domain *sd;
623
624         if (!idle_cpu(cpu) && is_housekeeping_cpu(cpu))
625                 return cpu;
626
627         rcu_read_lock();
628         for_each_domain(cpu, sd) {
629                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
630                         if (!idle_cpu(i) && is_housekeeping_cpu(cpu)) {
631                                 cpu = i;
632                                 goto unlock;
633                         }
634                 }
635         }
636
637         if (!is_housekeeping_cpu(cpu))
638                 cpu = housekeeping_any_cpu();
639 unlock:
640         rcu_read_unlock();
641         return cpu;
642 }
643 /*
644  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
645  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
646  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
647  * idle system the next event might even be infinite time into the
648  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
649  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
650  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
651  * wheel for the next timer event.
652  */
653 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
654 {
655         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
656
657         if (cpu == smp_processor_id())
658                 return;
659
660         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
661                 smp_send_reschedule(cpu);
662         else
663                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
664 }
665
666 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
667 {
668         /*
669          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
670          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
671          * If needed we can still optimize that later with an
672          * empty IRQ.
673          */
674         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
675                 if (cpu != smp_processor_id() ||
676                     tick_nohz_tick_stopped())
677                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
678                 return true;
679         }
680
681         return false;
682 }
683
684 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
685 {
686         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
687                 wake_up_idle_cpu(cpu);
688 }
689
690 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
691 {
692         int cpu = smp_processor_id();
693
694         if (!test_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu)))
695                 return false;
696
697         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
698                 return true;
699
700         /*
701          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
702          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
703          */
704         clear_bit(NOHZ_BALANCE_KICK, nohz_flags(cpu));
705         return false;
706 }
707
708 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
709
710 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
711 {
712         return false;
713 }
714
715 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
716
717 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
718 bool sched_can_stop_tick(void)
719 {
720         /*
721          * FIFO realtime policy runs the highest priority task. Other runnable
722          * tasks are of a lower priority. The scheduler tick does nothing.
723          */
724         if (current->policy == SCHED_FIFO)
725                 return true;
726
727         /*
728          * Round-robin realtime tasks time slice with other tasks at the same
729          * realtime priority. Is this task the only one at this priority?
730          */
731         if (current->policy == SCHED_RR) {
732                 struct sched_rt_entity *rt_se = &current->rt;
733
734                 return rt_se->run_list.prev == rt_se->run_list.next;
735         }
736
737         /*
738          * More than one running task need preemption.
739          * nr_running update is assumed to be visible
740          * after IPI is sent from wakers.
741          */
742         if (this_rq()->nr_running > 1)
743                 return false;
744
745         return true;
746 }
747 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
748
749 void sched_avg_update(struct rq *rq)
750 {
751         s64 period = sched_avg_period();
752
753         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
754                 /*
755                  * Inline assembly required to prevent the compiler
756                  * optimising this loop into a divmod call.
757                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
758                  */
759                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
760                 rq->age_stamp += period;
761                 rq->rt_avg /= 2;
762         }
763 }
764
765 #endif /* CONFIG_SMP */
766
767 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
768                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
769 /*
770  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
771  * node and @up when leaving it for the final time.
772  *
773  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
774  */
775 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
776                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
777 {
778         struct task_group *parent, *child;
779         int ret;
780
781         parent = from;
782
783 down:
784         ret = (*down)(parent, data);
785         if (ret)
786                 goto out;
787         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
788                 parent = child;
789                 goto down;
790
791 up:
792                 continue;
793         }
794         ret = (*up)(parent, data);
795         if (ret || parent == from)
796                 goto out;
797
798         child = parent;
799         parent = parent->parent;
800         if (parent)
801                 goto up;
802 out:
803         return ret;
804 }
805
806 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
807 {
808         return 0;
809 }
810 #endif
811
812 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
813 {
814         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
815         struct load_weight *load = &p->se.load;
816
817         /*
818          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
819          */
820         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
821                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
822                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
823                 return;
824         }
825
826         load->weight = scale_load(prio_to_weight[prio]);
827         load->inv_weight = prio_to_wmult[prio];
828 }
829
830 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
831 {
832         update_rq_clock(rq);
833         sched_info_queued(rq, p);
834         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
835 }
836
837 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
838 {
839         update_rq_clock(rq);
840         sched_info_dequeued(rq, p);
841         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
842 }
843
844 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
845 {
846         if (task_contributes_to_load(p))
847                 rq->nr_uninterruptible--;
848
849         enqueue_task(rq, p, flags);
850 }
851
852 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
853 {
854         if (task_contributes_to_load(p))
855                 rq->nr_uninterruptible++;
856
857         dequeue_task(rq, p, flags);
858 }
859
860 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
861 {
862 /*
863  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
864  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
865  */
866 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
867         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
868 #endif
869 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
870         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
871
872         /*
873          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
874          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
875          * {soft,}irq region.
876          *
877          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
878          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
879          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
880          * monotonic.
881          *
882          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
883          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
884          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
885          * atomic ops.
886          */
887         if (irq_delta > delta)
888                 irq_delta = delta;
889
890         rq->prev_irq_time += irq_delta;
891         delta -= irq_delta;
892 #endif
893 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
894         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
895                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
896                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
897
898                 if (unlikely(steal > delta))
899                         steal = delta;
900
901                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
902                 delta -= steal;
903         }
904 #endif
905
906         rq->clock_task += delta;
907
908 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
909         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
910                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
911 #endif
912 }
913
914 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
915 {
916         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
917         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
918
919         if (stop) {
920                 /*
921                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
922                  * userspace knows about and won't get confused about.
923                  *
924                  * Also, it will make PI more or less work without too
925                  * much confusion -- but then, stop work should not
926                  * rely on PI working anyway.
927                  */
928                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
929
930                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
931         }
932
933         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
934
935         if (old_stop) {
936                 /*
937                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
938                  * it can die in pieces.
939                  */
940                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
941         }
942 }
943
944 /*
945  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
946  */
947 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
948 {
949         return p->static_prio;
950 }
951
952 /*
953  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
954  * without taking RT-inheritance into account. Might be
955  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
956  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
957  * estimator recalculates.
958  */
959 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
960 {
961         int prio;
962
963         if (task_has_dl_policy(p))
964                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
965         else if (task_has_rt_policy(p))
966                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
967         else
968                 prio = __normal_prio(p);
969         return prio;
970 }
971
972 /*
973  * Calculate the current priority, i.e. the priority
974  * taken into account by the scheduler. This value might
975  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
976  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
977  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
978  */
979 static int effective_prio(struct task_struct *p)
980 {
981         p->normal_prio = normal_prio(p);
982         /*
983          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
984          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
985          * to the normal priority:
986          */
987         if (!rt_prio(p->prio))
988                 return p->normal_prio;
989         return p->prio;
990 }
991
992 /**
993  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
994  * @p: the task in question.
995  *
996  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
997  */
998 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
999 {
1000         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1005  * use the balance_callback list if you want balancing.
1006  *
1007  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1008  * balance_callback().
1009  */
1010 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1011                                        const struct sched_class *prev_class,
1012                                        int oldprio)
1013 {
1014         if (prev_class != p->sched_class) {
1015                 if (prev_class->switched_from)
1016                         prev_class->switched_from(rq, p);
1017
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_clock_skip_update(rq, true);
1046 }
1047
1048 #ifdef CONFIG_SMP
1049 /*
1050  * This is how migration works:
1051  *
1052  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1053  *    stop_one_cpu().
1054  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1055  *    off the CPU)
1056  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1057  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1058  *    it and puts it into the right queue.
1059  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1060  *    is done.
1061  */
1062
1063 /*
1064  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1065  *
1066  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1067  */
1068 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int new_cpu)
1069 {
1070         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1071
1072         dequeue_task(rq, p, 0);
1073         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1074         set_task_cpu(p, new_cpu);
1075         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1076
1077         rq = cpu_rq(new_cpu);
1078
1079         raw_spin_lock(&rq->lock);
1080         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1081         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1082         enqueue_task(rq, p, 0);
1083         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1084
1085         return rq;
1086 }
1087
1088 struct migration_arg {
1089         struct task_struct *task;
1090         int dest_cpu;
1091 };
1092
1093 /*
1094  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
1095  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1096  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1097  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1098  *
1099  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1100  * as the task is no longer on this CPU.
1101  */
1102 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int dest_cpu)
1103 {
1104         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
1105                 return rq;
1106
1107         /* Affinity changed (again). */
1108         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1109                 return rq;
1110
1111         rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1112
1113         return rq;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1118  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1119  * 'pushing' onto another runqueue.
1120  */
1121 static int migration_cpu_stop(void *data)
1122 {
1123         struct migration_arg *arg = data;
1124         struct task_struct *p = arg->task;
1125         struct rq *rq = this_rq();
1126
1127         /*
1128          * The original target cpu might have gone down and we might
1129          * be on another cpu but it doesn't matter.
1130          */
1131         local_irq_disable();
1132         /*
1133          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1134          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1135          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1136          */
1137         sched_ttwu_pending();
1138
1139         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1140         raw_spin_lock(&rq->lock);
1141         /*
1142          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1143          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1144          * we're holding p->pi_lock.
1145          */
1146         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p))
1147                 rq = __migrate_task(rq, p, arg->dest_cpu);
1148         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1149         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1150
1151         local_irq_enable();
1152         return 0;
1153 }
1154
1155 /*
1156  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1157  * actually call this function.
1158  */
1159 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1160 {
1161         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1162         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1163 }
1164
1165 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1166 {
1167         struct rq *rq = task_rq(p);
1168         bool queued, running;
1169
1170         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1171
1172         queued = task_on_rq_queued(p);
1173         running = task_current(rq, p);
1174
1175         if (queued) {
1176                 /*
1177                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1178                  * holding rq->lock.
1179                  */
1180                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1181                 dequeue_task(rq, p, 0);
1182         }
1183         if (running)
1184                 put_prev_task(rq, p);
1185
1186         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1187
1188         if (running)
1189                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
1190         if (queued)
1191                 enqueue_task(rq, p, 0);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1196  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1197  * is removed from the allowed bitmask.
1198  *
1199  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1200  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1201  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1202  */
1203 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1204                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1205 {
1206         unsigned long flags;
1207         struct rq *rq;
1208         unsigned int dest_cpu;
1209         int ret = 0;
1210
1211         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1212
1213         /*
1214          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1215          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1216          */
1217         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1218                 ret = -EINVAL;
1219                 goto out;
1220         }
1221
1222         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1223                 goto out;
1224
1225         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask)) {
1226                 ret = -EINVAL;
1227                 goto out;
1228         }
1229
1230         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1231
1232         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1233         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1234                 goto out;
1235
1236         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, new_mask);
1237         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1238                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1239                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1240                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1241                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1242                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1243                 return 0;
1244         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1245                 /*
1246                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1247                  * afterwards anyway.
1248                  */
1249                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1250                 rq = move_queued_task(rq, p, dest_cpu);
1251                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1252         }
1253 out:
1254         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1260 {
1261         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1262 }
1263 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1264
1265 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1266 {
1267 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1268         /*
1269          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1270          * ttwu() will sort out the placement.
1271          */
1272         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1273                         !p->on_rq);
1274
1275 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1276         /*
1277          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1278          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1279          *
1280          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1281          * see task_group().
1282          *
1283          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1284          * task_rq_lock().
1285          */
1286         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1287                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1288 #endif
1289 #endif
1290
1291         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1292
1293         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1294                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1295                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1296                 p->se.nr_migrations++;
1297                 perf_event_task_migrate(p);
1298         }
1299
1300         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1301 }
1302
1303 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1304 {
1305         if (task_on_rq_queued(p)) {
1306                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1307
1308                 src_rq = task_rq(p);
1309                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1310
1311                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1312                 set_task_cpu(p, cpu);
1313                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1314                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1315         } else {
1316                 /*
1317                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1318                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1319                  * previous cpu our targer instead of where it really is.
1320                  */
1321                 p->wake_cpu = cpu;
1322         }
1323 }
1324
1325 struct migration_swap_arg {
1326         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1327         int src_cpu, dst_cpu;
1328 };
1329
1330 static int migrate_swap_stop(void *data)
1331 {
1332         struct migration_swap_arg *arg = data;
1333         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1334         int ret = -EAGAIN;
1335
1336         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1337         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1338
1339         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1340                         &arg->dst_task->pi_lock);
1341         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1342         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1343                 goto unlock;
1344
1345         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1346                 goto unlock;
1347
1348         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->src_task)))
1349                 goto unlock;
1350
1351         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg->dst_task)))
1352                 goto unlock;
1353
1354         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1355         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1356
1357         ret = 0;
1358
1359 unlock:
1360         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1361         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1362         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1363
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * Cross migrate two tasks
1369  */
1370 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1371 {
1372         struct migration_swap_arg arg;
1373         int ret = -EINVAL;
1374
1375         arg = (struct migration_swap_arg){
1376                 .src_task = cur,
1377                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1378                 .dst_task = p,
1379                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1380         };
1381
1382         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1383                 goto out;
1384
1385         /*
1386          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1387          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1388          */
1389         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1390                 goto out;
1391
1392         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.src_task)))
1393                 goto out;
1394
1395         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, tsk_cpus_allowed(arg.dst_task)))
1396                 goto out;
1397
1398         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1399         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1400
1401 out:
1402         return ret;
1403 }
1404
1405 /*
1406  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1407  *
1408  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1409  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1410  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1411  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1412  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1413  * @p has remained unscheduled the whole time.
1414  *
1415  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1416  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1417  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1418  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1419  * waiting to become inactive.
1420  */
1421 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1422 {
1423         unsigned long flags;
1424         int running, queued;
1425         unsigned long ncsw;
1426         struct rq *rq;
1427
1428         for (;;) {
1429                 /*
1430                  * We do the initial early heuristics without holding
1431                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1432                  * the runqueue lock when things look like they will
1433                  * work out!
1434                  */
1435                 rq = task_rq(p);
1436
1437                 /*
1438                  * If the task is actively running on another CPU
1439                  * still, just relax and busy-wait without holding
1440                  * any locks.
1441                  *
1442                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1443                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1444                  * But we don't care, since "task_running()" will
1445                  * return false if the runqueue has changed and p
1446                  * is actually now running somewhere else!
1447                  */
1448                 while (task_running(rq, p)) {
1449                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1450                                 return 0;
1451                         cpu_relax();
1452                 }
1453
1454                 /*
1455                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1456                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1457                  * just go back and repeat.
1458                  */
1459                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1460                 trace_sched_wait_task(p);
1461                 running = task_running(rq, p);
1462                 queued = task_on_rq_queued(p);
1463                 ncsw = 0;
1464                 if (!match_state || p->state == match_state)
1465                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1466                 task_rq_unlock(rq, p, &flags);
1467
1468                 /*
1469                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1470                  */
1471                 if (unlikely(!ncsw))
1472                         break;
1473
1474                 /*
1475                  * Was it really running after all now that we
1476                  * checked with the proper locks actually held?
1477                  *
1478                  * Oops. Go back and try again..
1479                  */
1480                 if (unlikely(running)) {
1481                         cpu_relax();
1482                         continue;
1483                 }
1484
1485                 /*
1486                  * It's not enough that it's not actively running,
1487                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1488                  * preempted!
1489                  *
1490                  * So if it was still runnable (but just not actively
1491                  * running right now), it's preempted, and we should
1492                  * yield - it could be a while.
1493                  */
1494                 if (unlikely(queued)) {
1495                         ktime_t to = ktime_set(0, NSEC_PER_SEC/HZ);
1496
1497                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1498                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1499                         continue;
1500                 }
1501
1502                 /*
1503                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1504                  * runnable, which means that it will never become
1505                  * running in the future either. We're all done!
1506                  */
1507                 break;
1508         }
1509
1510         return ncsw;
1511 }
1512
1513 /***
1514  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1515  * @p: the to-be-kicked thread
1516  *
1517  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1518  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1519  *
1520  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1521  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1522  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1523  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1524  * achieved as well.
1525  */
1526 void kick_process(struct task_struct *p)
1527 {
1528         int cpu;
1529
1530         preempt_disable();
1531         cpu = task_cpu(p);
1532         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1533                 smp_send_reschedule(cpu);
1534         preempt_enable();
1535 }
1536 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1537
1538 /*
1539  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1540  */
1541 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1542 {
1543         int nid = cpu_to_node(cpu);
1544         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1545         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1546         int dest_cpu;
1547
1548         /*
1549          * If the node that the cpu is on has been offlined, cpu_to_node()
1550          * will return -1. There is no cpu on the node, and we should
1551          * select the cpu on the other node.
1552          */
1553         if (nid != -1) {
1554                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1555
1556                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1557                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1558                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1559                                 continue;
1560                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1561                                 continue;
1562                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
1563                                 return dest_cpu;
1564                 }
1565         }
1566
1567         for (;;) {
1568                 /* Any allowed, online CPU? */
1569                 for_each_cpu(dest_cpu, tsk_cpus_allowed(p)) {
1570                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1571                                 continue;
1572                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1573                                 continue;
1574                         goto out;
1575                 }
1576
1577                 switch (state) {
1578                 case cpuset:
1579                         /* No more Mr. Nice Guy. */
1580                         cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1581                         state = possible;
1582                         break;
1583
1584                 case possible:
1585                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1586                         state = fail;
1587                         break;
1588
1589                 case fail:
1590                         BUG();
1591                         break;
1592                 }
1593         }
1594
1595 out:
1596         if (state != cpuset) {
1597                 /*
1598                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1599                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1600                  * leave kernel.
1601                  */
1602                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1603                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1604                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1605                 }
1606         }
1607
1608         return dest_cpu;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1613  */
1614 static inline
1615 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1616 {
1617         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1618
1619         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1620                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1621
1622         /*
1623          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1624          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1625          * cpu.
1626          *
1627          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1628          *
1629          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1630          *   not worry about this generic constraint ]
1631          */
1632         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)) ||
1633                      !cpu_online(cpu)))
1634                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1635
1636         return cpu;
1637 }
1638
1639 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1640 {
1641         s64 diff = sample - *avg;
1642         *avg += diff >> 3;
1643 }
1644
1645 #else
1646
1647 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1648                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1649 {
1650         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1651 }
1652
1653 #endif /* CONFIG_SMP */
1654
1655 static void
1656 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1657 {
1658 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1659         struct rq *rq = this_rq();
1660
1661 #ifdef CONFIG_SMP
1662         int this_cpu = smp_processor_id();
1663
1664         if (cpu == this_cpu) {
1665                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1666                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_local);
1667         } else {
1668                 struct sched_domain *sd;
1669
1670                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_remote);
1671                 rcu_read_lock();
1672                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1673                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1674                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1675                                 break;
1676                         }
1677                 }
1678                 rcu_read_unlock();
1679         }
1680
1681         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1682                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1683
1684 #endif /* CONFIG_SMP */
1685
1686         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1687         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups);
1688
1689         if (wake_flags & WF_SYNC)
1690                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_sync);
1691
1692 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
1693 }
1694
1695 static void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1696 {
1697         activate_task(rq, p, en_flags);
1698         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1699
1700         /* if a worker is waking up, notify workqueue */
1701         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1702                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1707  */
1708 static void
1709 ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1710 {
1711         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1712         p->state = TASK_RUNNING;
1713         trace_sched_wakeup(p);
1714
1715 #ifdef CONFIG_SMP
1716         if (p->sched_class->task_woken) {
1717                 /*
1718                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1719                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1720                  */
1721                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1722                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1723                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1724         }
1725
1726         if (rq->idle_stamp) {
1727                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1728                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1729
1730                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1731
1732                 if (rq->avg_idle > max)
1733                         rq->avg_idle = max;
1734
1735                 rq->idle_stamp = 0;
1736         }
1737 #endif
1738 }
1739
1740 static void
1741 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1742 {
1743         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1744
1745 #ifdef CONFIG_SMP
1746         if (p->sched_contributes_to_load)
1747                 rq->nr_uninterruptible--;
1748 #endif
1749
1750         ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_WAKING);
1751         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1752 }
1753
1754 /*
1755  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1756  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1757  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1758  * the task is still ->on_rq.
1759  */
1760 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1761 {
1762         struct rq *rq;
1763         int ret = 0;
1764
1765         rq = __task_rq_lock(p);
1766         if (task_on_rq_queued(p)) {
1767                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1768                 update_rq_clock(rq);
1769                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags);
1770                 ret = 1;
1771         }
1772         __task_rq_unlock(rq);
1773
1774         return ret;
1775 }
1776
1777 #ifdef CONFIG_SMP
1778 void sched_ttwu_pending(void)
1779 {
1780         struct rq *rq = this_rq();
1781         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1782         struct task_struct *p;
1783         unsigned long flags;
1784
1785         if (!llist)
1786                 return;
1787
1788         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1789         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1790
1791         while (llist) {
1792                 p = llist_entry(llist, struct task_struct, wake_entry);
1793                 llist = llist_next(llist);
1794                 ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1795         }
1796
1797         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1798         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1799 }
1800
1801 void scheduler_ipi(void)
1802 {
1803         /*
1804          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1805          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1806          * this IPI.
1807          */
1808         preempt_fold_need_resched();
1809
1810         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1811                 return;
1812
1813         /*
1814          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1815          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1816          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1817          * we do call them.
1818          *
1819          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1820          * properly.
1821          *
1822          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1823          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1824          * somewhat pessimize the simple resched case.
1825          */
1826         irq_enter();
1827         sched_ttwu_pending();
1828
1829         /*
1830          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1831          */
1832         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1833                 this_rq()->idle_balance = 1;
1834                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1835         }
1836         irq_exit();
1837 }
1838
1839 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu)
1840 {
1841         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1842
1843         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1844                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1845                         smp_send_reschedule(cpu);
1846                 else
1847                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1848         }
1849 }
1850
1851 void wake_up_if_idle(int cpu)
1852 {
1853         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1854         unsigned long flags;
1855
1856         rcu_read_lock();
1857
1858         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1859                 goto out;
1860
1861         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1862                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1863         } else {
1864                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1865                 if (is_idle_task(rq->curr))
1866                         smp_send_reschedule(cpu);
1867                 /* Else cpu is not in idle, do nothing here */
1868                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1869         }
1870
1871 out:
1872         rcu_read_unlock();
1873 }
1874
1875 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1876 {
1877         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1878 }
1879 #endif /* CONFIG_SMP */
1880
1881 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu)
1882 {
1883         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1884
1885 #if defined(CONFIG_SMP)
1886         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1887                 sched_clock_cpu(cpu); /* sync clocks x-cpu */
1888                 ttwu_queue_remote(p, cpu);
1889                 return;
1890         }
1891 #endif
1892
1893         raw_spin_lock(&rq->lock);
1894         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1895         ttwu_do_activate(rq, p, 0);
1896         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1897         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1898 }
1899
1900 /**
1901  * try_to_wake_up - wake up a thread
1902  * @p: the thread to be awakened
1903  * @state: the mask of task states that can be woken
1904  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1905  *
1906  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1907  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1908  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1909  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1910  * runnable without the overhead of this.
1911  *
1912  * Return: %true if @p was woken up, %false if it was already running.
1913  * or @state didn't match @p's state.
1914  */
1915 static int
1916 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1917 {
1918         unsigned long flags;
1919         int cpu, success = 0;
1920
1921         /*
1922          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1923          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1924          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1925          * set_current_state() the waiting thread does.
1926          */
1927         smp_mb__before_spinlock();
1928         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1929         if (!(p->state & state))
1930                 goto out;
1931
1932         trace_sched_waking(p);
1933
1934         success = 1; /* we're going to change ->state */
1935         cpu = task_cpu(p);
1936
1937         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1938                 goto stat;
1939
1940 #ifdef CONFIG_SMP
1941         /*
1942          * If the owning (remote) cpu is still in the middle of schedule() with
1943          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
1944          */
1945         while (p->on_cpu)
1946                 cpu_relax();
1947         /*
1948          * Pairs with the smp_wmb() in finish_lock_switch().
1949          */
1950         smp_rmb();
1951
1952         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
1953         p->state = TASK_WAKING;
1954
1955         if (p->sched_class->task_waking)
1956                 p->sched_class->task_waking(p);
1957
1958         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
1959         if (task_cpu(p) != cpu) {
1960                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
1961                 set_task_cpu(p, cpu);
1962         }
1963 #endif /* CONFIG_SMP */
1964
1965         ttwu_queue(p, cpu);
1966 stat:
1967         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
1968 out:
1969         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
1970
1971         return success;
1972 }
1973
1974 /**
1975  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
1976  * @p: the thread to be awakened
1977  *
1978  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
1979  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
1980  * the current task.
1981  */
1982 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p)
1983 {
1984         struct rq *rq = task_rq(p);
1985
1986         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
1987             WARN_ON_ONCE(p == current))
1988                 return;
1989
1990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1991
1992         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
1993                 /*
1994                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
1995                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
1996                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
1997                  * not yet picked a replacement task.
1998                  */
1999                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2000                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
2001                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2002                 raw_spin_lock(&rq->lock);
2003                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2004         }
2005
2006         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2007                 goto out;
2008
2009         trace_sched_waking(p);
2010
2011         if (!task_on_rq_queued(p))
2012                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP);
2013
2014         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0);
2015         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2016 out:
2017         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2018 }
2019
2020 /**
2021  * wake_up_process - Wake up a specific process
2022  * @p: The process to be woken up.
2023  *
2024  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2025  * processes.
2026  *
2027  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2028  *
2029  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2030  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2031  */
2032 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2033 {
2034         WARN_ON(task_is_stopped_or_traced(p));
2035         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2036 }
2037 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2038
2039 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2040 {
2041         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * This function clears the sched_dl_entity static params.
2046  */
2047 void __dl_clear_params(struct task_struct *p)
2048 {
2049         struct sched_dl_entity *dl_se = &p->dl;
2050
2051         dl_se->dl_runtime = 0;
2052         dl_se->dl_deadline = 0;
2053         dl_se->dl_period = 0;
2054         dl_se->flags = 0;
2055         dl_se->dl_bw = 0;
2056
2057         dl_se->dl_throttled = 0;
2058         dl_se->dl_new = 1;
2059         dl_se->dl_yielded = 0;
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2064  * p is forked by current.
2065  *
2066  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2067  */
2068 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2069 {
2070         p->on_rq                        = 0;
2071
2072         p->se.on_rq                     = 0;
2073         p->se.exec_start                = 0;
2074         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2075         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2076         p->se.nr_migrations             = 0;
2077         p->se.vruntime                  = 0;
2078         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2079
2080 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2081         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2082 #endif
2083
2084         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2085         init_dl_task_timer(&p->dl);
2086         __dl_clear_params(p);
2087
2088         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2089
2090 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2091         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2092 #endif
2093
2094 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2095         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2096                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2097                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2098         }
2099
2100         if (clone_flags & CLONE_VM)
2101                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2102         else
2103                 p->numa_preferred_nid = -1;
2104
2105         p->node_stamp = 0ULL;
2106         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2107         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2108         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2109         p->numa_faults = NULL;
2110         p->last_task_numa_placement = 0;
2111         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2112
2113         p->numa_group = NULL;
2114 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2115 }
2116
2117 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2118 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2119 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2120 {
2121         if (enabled)
2122                 sched_feat_set("NUMA");
2123         else
2124                 sched_feat_set("NO_NUMA");
2125 }
2126 #else
2127 __read_mostly bool numabalancing_enabled;
2128
2129 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2130 {
2131         numabalancing_enabled = enabled;
2132 }
2133 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
2134
2135 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2136 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2137                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2138 {
2139         struct ctl_table t;
2140         int err;
2141         int state = numabalancing_enabled;
2142
2143         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2144                 return -EPERM;
2145
2146         t = *table;
2147         t.data = &state;
2148         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2149         if (err < 0)
2150                 return err;
2151         if (write)
2152                 set_numabalancing_state(state);
2153         return err;
2154 }
2155 #endif
2156 #endif
2157
2158 /*
2159  * fork()/clone()-time setup:
2160  */
2161 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2162 {
2163         unsigned long flags;
2164         int cpu = get_cpu();
2165
2166         __sched_fork(clone_flags, p);
2167         /*
2168          * We mark the process as running here. This guarantees that
2169          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2170          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2171          */
2172         p->state = TASK_RUNNING;
2173
2174         /*
2175          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2176          */
2177         p->prio = current->normal_prio;
2178
2179         /*
2180          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2181          */
2182         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2183                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2184                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2185                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2186                         p->rt_priority = 0;
2187                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2188                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2189
2190                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2191                 set_load_weight(p);
2192
2193                 /*
2194                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2195                  * fulfilled its duty:
2196                  */
2197                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2198         }
2199
2200         if (dl_prio(p->prio)) {
2201                 put_cpu();
2202                 return -EAGAIN;
2203         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2204                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2205         } else {
2206                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2207         }
2208
2209         if (p->sched_class->task_fork)
2210                 p->sched_class->task_fork(p);
2211
2212         /*
2213          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2214          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2215          * is ran before sched_fork().
2216          *
2217          * Silence PROVE_RCU.
2218          */
2219         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2220         set_task_cpu(p, cpu);
2221         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2222
2223 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2224         if (likely(sched_info_on()))
2225                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2226 #endif
2227 #if defined(CONFIG_SMP)
2228         p->on_cpu = 0;
2229 #endif
2230         init_task_preempt_count(p);
2231 #ifdef CONFIG_SMP
2232         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2233         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2234 #endif
2235
2236         put_cpu();
2237         return 0;
2238 }
2239
2240 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2241 {
2242         if (runtime == RUNTIME_INF)
2243                 return 1ULL << 20;
2244
2245         /*
2246          * Doing this here saves a lot of checks in all
2247          * the calling paths, and returning zero seems
2248          * safe for them anyway.
2249          */
2250         if (period == 0)
2251                 return 0;
2252
2253         return div64_u64(runtime << 20, period);
2254 }
2255
2256 #ifdef CONFIG_SMP
2257 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2258 {
2259         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2260                          "sched RCU must be held");
2261         return &cpu_rq(i)->rd->dl_bw;
2262 }
2263
2264 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2265 {
2266         struct root_domain *rd = cpu_rq(i)->rd;
2267         int cpus = 0;
2268
2269         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2270                          "sched RCU must be held");
2271         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask)
2272                 cpus++;
2273
2274         return cpus;
2275 }
2276 #else
2277 inline struct dl_bw *dl_bw_of(int i)
2278 {
2279         return &cpu_rq(i)->dl.dl_bw;
2280 }
2281
2282 static inline int dl_bw_cpus(int i)
2283 {
2284         return 1;
2285 }
2286 #endif
2287
2288 /*
2289  * We must be sure that accepting a new task (or allowing changing the
2290  * parameters of an existing one) is consistent with the bandwidth
2291  * constraints. If yes, this function also accordingly updates the currently
2292  * allocated bandwidth to reflect the new situation.
2293  *
2294  * This function is called while holding p's rq->lock.
2295  *
2296  * XXX we should delay bw change until the task's 0-lag point, see
2297  * __setparam_dl().
2298  */
2299 static int dl_overflow(struct task_struct *p, int policy,
2300                        const struct sched_attr *attr)
2301 {
2302
2303         struct dl_bw *dl_b = dl_bw_of(task_cpu(p));
2304         u64 period = attr->sched_period ?: attr->sched_deadline;
2305         u64 runtime = attr->sched_runtime;
2306         u64 new_bw = dl_policy(policy) ? to_ratio(period, runtime) : 0;
2307         int cpus, err = -1;
2308
2309         if (new_bw == p->dl.dl_bw)
2310                 return 0;
2311
2312         /*
2313          * Either if a task, enters, leave, or stays -deadline but changes
2314          * its parameters, we may need to update accordingly the total
2315          * allocated bandwidth of the container.
2316          */
2317         raw_spin_lock(&dl_b->lock);
2318         cpus = dl_bw_cpus(task_cpu(p));
2319         if (dl_policy(policy) && !task_has_dl_policy(p) &&
2320             !__dl_overflow(dl_b, cpus, 0, new_bw)) {
2321                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2322                 err = 0;
2323         } else if (dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p) &&
2324                    !__dl_overflow(dl_b, cpus, p->dl.dl_bw, new_bw)) {
2325                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2326                 __dl_add(dl_b, new_bw);
2327                 err = 0;
2328         } else if (!dl_policy(policy) && task_has_dl_policy(p)) {
2329                 __dl_clear(dl_b, p->dl.dl_bw);
2330                 err = 0;
2331         }
2332         raw_spin_unlock(&dl_b->lock);
2333
2334         return err;
2335 }
2336
2337 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
2338
2339 /*
2340  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2341  *
2342  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2343  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2344  * on the runqueue and wakes it.
2345  */
2346 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2347 {
2348         unsigned long flags;
2349         struct rq *rq;
2350
2351         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2352 #ifdef CONFIG_SMP
2353         /*
2354          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2355          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2356          *  - any previously selected cpu might disappear through hotplug
2357          */
2358         set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2359 #endif
2360
2361         /* Initialize new task's runnable average */
2362         init_entity_runnable_average(&p->se);
2363         rq = __task_rq_lock(p);
2364         activate_task(rq, p, 0);
2365         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2366         trace_sched_wakeup_new(p);
2367         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2368 #ifdef CONFIG_SMP
2369         if (p->sched_class->task_woken) {
2370                 /*
2371                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2372                  * drop it.
2373                  */
2374                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2375                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2376                 lockdep_pin_lock(&rq->lock);
2377         }
2378 #endif
2379         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2380 }
2381
2382 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2383
2384 static struct static_key preempt_notifier_key = STATIC_KEY_INIT_FALSE;
2385
2386 void preempt_notifier_inc(void)
2387 {
2388         static_key_slow_inc(&preempt_notifier_key);
2389 }
2390 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2391
2392 void preempt_notifier_dec(void)
2393 {
2394         static_key_slow_dec(&preempt_notifier_key);
2395 }
2396 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2397
2398 /**
2399  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2400  * @notifier: notifier struct to register
2401  */
2402 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2403 {
2404         if (!static_key_false(&preempt_notifier_key))
2405                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2406
2407         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2410
2411 /**
2412  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2413  * @notifier: notifier struct to unregister
2414  *
2415  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2416  */
2417 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2418 {
2419         hlist_del(&notifier->link);
2420 }
2421 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2422
2423 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2424 {
2425         struct preempt_notifier *notifier;
2426
2427         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2428                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2429 }
2430
2431 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2432 {
2433         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2434                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2435 }
2436
2437 static void
2438 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2439                                    struct task_struct *next)
2440 {
2441         struct preempt_notifier *notifier;
2442
2443         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2444                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2445 }
2446
2447 static __always_inline void
2448 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2449                                  struct task_struct *next)
2450 {
2451         if (static_key_false(&preempt_notifier_key))
2452                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2453 }
2454
2455 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2456
2457 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2458 {
2459 }
2460
2461 static inline void
2462 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2463                                  struct task_struct *next)
2464 {
2465 }
2466
2467 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2468
2469 /**
2470  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2471  * @rq: the runqueue preparing to switch
2472  * @prev: the current task that is being switched out
2473  * @next: the task we are going to switch to.
2474  *
2475  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2476  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2477  * switch.
2478  *
2479  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2480  * hooks.
2481  */
2482 static inline void
2483 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2484                     struct task_struct *next)
2485 {
2486         trace_sched_switch(prev, next);
2487         sched_info_switch(rq, prev, next);
2488         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2489         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2490         prepare_lock_switch(rq, next);
2491         prepare_arch_switch(next);
2492 }
2493
2494 /**
2495  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2496  * @prev: the thread we just switched away from.
2497  *
2498  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2499  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2500  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2501  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2502  *
2503  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2504  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2505  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2506  * details.)
2507  *
2508  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2509  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2510  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2511  * because prev may have moved to another CPU.
2512  */
2513 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2514         __releases(rq->lock)
2515 {
2516         struct rq *rq = this_rq();
2517         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2518         long prev_state;
2519
2520         rq->prev_mm = NULL;
2521
2522         /*
2523          * A task struct has one reference for the use as "current".
2524          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2525          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2526          * the scheduled task must drop that reference.
2527          *
2528          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2529          * finish_lock_switch), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2530          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2531          * transition, resulting in a double drop.
2532          */
2533         prev_state = prev->state;
2534         vtime_task_switch(prev);
2535         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2536         finish_lock_switch(rq, prev);
2537         finish_arch_post_lock_switch();
2538
2539         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2540         if (mm)
2541                 mmdrop(mm);
2542         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2543                 if (prev->sched_class->task_dead)
2544                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2545
2546                 /*
2547                  * Remove function-return probe instances associated with this
2548                  * task and put them back on the free list.
2549                  */
2550                 kprobe_flush_task(prev);
2551                 put_task_struct(prev);
2552         }
2553
2554         tick_nohz_task_switch();
2555         return rq;
2556 }
2557
2558 #ifdef CONFIG_SMP
2559
2560 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2561 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2562 {
2563         struct callback_head *head, *next;
2564         void (*func)(struct rq *rq);
2565         unsigned long flags;
2566
2567         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2568         head = rq->balance_callback;
2569         rq->balance_callback = NULL;
2570         while (head) {
2571                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2572                 next = head->next;
2573                 head->next = NULL;
2574                 head = next;
2575
2576                 func(rq);
2577         }
2578         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2579 }
2580
2581 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2582 {
2583         if (unlikely(rq->balance_callback))
2584                 __balance_callback(rq);
2585 }
2586
2587 #else
2588
2589 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2590 {
2591 }
2592
2593 #endif
2594
2595 /**
2596  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2597  * @prev: the thread we just switched away from.
2598  */
2599 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2600         __releases(rq->lock)
2601 {
2602         struct rq *rq;
2603
2604         /* finish_task_switch() drops rq->lock and enables preemtion */
2605         preempt_disable();
2606         rq = finish_task_switch(prev);
2607         balance_callback(rq);
2608         preempt_enable();
2609
2610         if (current->set_child_tid)
2611                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2612 }
2613
2614 /*
2615  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2616  */
2617 static inline struct rq *
2618 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2619                struct task_struct *next)
2620 {
2621         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2622
2623         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2624
2625         mm = next->mm;
2626         oldmm = prev->active_mm;
2627         /*
2628          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2629          * combine the page table reload and the switch backend into
2630          * one hypercall.
2631          */
2632         arch_start_context_switch(prev);
2633
2634         if (!mm) {
2635                 next->active_mm = oldmm;
2636                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2637                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2638         } else
2639                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2640
2641         if (!prev->mm) {
2642                 prev->active_mm = NULL;
2643                 rq->prev_mm = oldmm;
2644         }
2645         /*
2646          * Since the runqueue lock will be released by the next
2647          * task (which is an invalid locking op but in the case
2648          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2649          * do an early lockdep release here:
2650          */
2651         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
2652         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2653
2654         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2655         switch_to(prev, next, prev);
2656         barrier();
2657
2658         return finish_task_switch(prev);
2659 }
2660
2661 /*
2662  * nr_running and nr_context_switches:
2663  *
2664  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2665  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2666  */
2667 unsigned long nr_running(void)
2668 {
2669         unsigned long i, sum = 0;
2670
2671         for_each_online_cpu(i)
2672                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2673
2674         return sum;
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Check if only the current task is running on the cpu.
2679  *
2680  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2681  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2682  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2683  *
2684  * - from a non-preemptable section (of course)
2685  *
2686  * - from a thread that is bound to a single CPU
2687  *
2688  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2689  */
2690 bool single_task_running(void)
2691 {
2692         return raw_rq()->nr_running == 1;
2693 }
2694 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2695
2696 unsigned long long nr_context_switches(void)
2697 {
2698         int i;
2699         unsigned long long sum = 0;
2700
2701         for_each_possible_cpu(i)
2702                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2703
2704         return sum;
2705 }
2706
2707 unsigned long nr_iowait(void)
2708 {
2709         unsigned long i, sum = 0;
2710
2711         for_each_possible_cpu(i)
2712                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2713
2714         return sum;
2715 }
2716
2717 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2718 {
2719         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2720         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2721 }
2722
2723 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2724 {
2725         struct rq *rq = this_rq();
2726         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2727         *load = rq->load.weight;
2728 }
2729
2730 #ifdef CONFIG_SMP
2731
2732 /*
2733  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2734  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2735  */
2736 void sched_exec(void)
2737 {
2738         struct task_struct *p = current;
2739         unsigned long flags;
2740         int dest_cpu;
2741
2742         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2743         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2744         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2745                 goto unlock;
2746
2747         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2748                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2749
2750                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2751                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2752                 return;
2753         }
2754 unlock:
2755         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2756 }
2757
2758 #endif
2759
2760 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2761 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2762
2763 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2764 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2765
2766 /*
2767  * Return accounted runtime for the task.
2768  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2769  * pending runtime that have not been accounted yet.
2770  */
2771 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2772 {
2773         unsigned long flags;
2774         struct rq *rq;
2775         u64 ns;
2776
2777 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
2778         /*
2779          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64bit value.
2780          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
2781          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
2782          *
2783          * If we race with it leaving cpu, we'll take a lock. So we're correct.
2784          * If we race with it entering cpu, unaccounted time is 0. This is
2785          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
2786          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
2787          * been accounted, so we're correct here as well.
2788          */
2789         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
2790                 return p->se.sum_exec_runtime;
2791 #endif
2792
2793         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2794         /*
2795          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
2796          * project cycles that may never be accounted to this
2797          * thread, breaking clock_gettime().
2798          */
2799         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
2800                 update_rq_clock(rq);
2801                 p->sched_class->update_curr(rq);
2802         }
2803         ns = p->se.sum_exec_runtime;
2804         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
2805
2806         return ns;
2807 }
2808
2809 /*
2810  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
2811  * We call it with interrupts disabled.
2812  */
2813 void scheduler_tick(void)
2814 {
2815         int cpu = smp_processor_id();
2816         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2817         struct task_struct *curr = rq->curr;
2818
2819         sched_clock_tick();
2820
2821         raw_spin_lock(&rq->lock);
2822         update_rq_clock(rq);
2823         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
2824         update_cpu_load_active(rq);
2825         calc_global_load_tick(rq);
2826         raw_spin_unlock(&rq->lock);
2827
2828         perf_event_task_tick();
2829
2830 #ifdef CONFIG_SMP
2831         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
2832         trigger_load_balance(rq);
2833 #endif
2834         rq_last_tick_reset(rq);
2835 }
2836
2837 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
2838 /**
2839  * scheduler_tick_max_deferment
2840  *
2841  * Keep at least one tick per second when a single
2842  * active task is running because the scheduler doesn't
2843  * yet completely support full dynticks environment.
2844  *
2845  * This makes sure that uptime, CFS vruntime, load
2846  * balancing, etc... continue to move forward, even
2847  * with a very low granularity.
2848  *
2849  * Return: Maximum deferment in nanoseconds.
2850  */
2851 u64 scheduler_tick_max_deferment(void)
2852 {
2853         struct rq *rq = this_rq();
2854         unsigned long next, now = READ_ONCE(jiffies);
2855
2856         next = rq->last_sched_tick + HZ;
2857
2858         if (time_before_eq(next, now))
2859                 return 0;
2860
2861         return jiffies_to_nsecs(next - now);
2862 }
2863 #endif
2864
2865 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
2866 {
2867         if (in_lock_functions(addr)) {
2868                 addr = CALLER_ADDR2;
2869                 if (in_lock_functions(addr))
2870                         addr = CALLER_ADDR3;
2871         }
2872         return addr;
2873 }
2874
2875 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
2876                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
2877
2878 void preempt_count_add(int val)
2879 {
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2881         /*
2882          * Underflow?
2883          */
2884         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
2885                 return;
2886 #endif
2887         __preempt_count_add(val);
2888 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2889         /*
2890          * Spinlock count overflowing soon?
2891          */
2892         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
2893                                 PREEMPT_MASK - 10);
2894 #endif
2895         if (preempt_count() == val) {
2896                 unsigned long ip = get_parent_ip(CALLER_ADDR1);
2897 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2898                 current->preempt_disable_ip = ip;
2899 #endif
2900                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
2901         }
2902 }
2903 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
2904 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
2905
2906 void preempt_count_sub(int val)
2907 {
2908 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2909         /*
2910          * Underflow?
2911          */
2912         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
2913                 return;
2914         /*
2915          * Is the spinlock portion underflowing?
2916          */
2917         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
2918                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
2919                 return;
2920 #endif
2921
2922         if (preempt_count() == val)
2923                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
2924         __preempt_count_sub(val);
2925 }
2926 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
2927 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
2928
2929 #endif
2930
2931 /*
2932  * Print scheduling while atomic bug:
2933  */
2934 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
2935 {
2936         if (oops_in_progress)
2937                 return;
2938
2939         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
2940                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
2941
2942         debug_show_held_locks(prev);
2943         print_modules();
2944         if (irqs_disabled())
2945                 print_irqtrace_events(prev);
2946 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
2947         if (in_atomic_preempt_off()) {
2948                 pr_err("Preemption disabled at:");
2949                 print_ip_sym(current->preempt_disable_ip);
2950                 pr_cont("\n");
2951         }
2952 #endif
2953         dump_stack();
2954         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
2955 }
2956
2957 /*
2958  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
2959  */
2960 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
2961 {
2962 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
2963         BUG_ON(unlikely(task_stack_end_corrupted(prev)));
2964 #endif
2965         /*
2966          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
2967          * schedule() atomically, we ignore that path. Otherwise whine
2968          * if we are scheduling when we should not.
2969          */
2970         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && prev->state != TASK_DEAD))
2971                 __schedule_bug(prev);
2972         rcu_sleep_check();
2973
2974         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
2975
2976         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * Pick up the highest-prio task:
2981  */
2982 static inline struct task_struct *
2983 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2984 {
2985         const struct sched_class *class = &fair_sched_class;
2986         struct task_struct *p;
2987
2988         /*
2989          * Optimization: we know that if all tasks are in
2990          * the fair class we can call that function directly:
2991          */
2992         if (likely(prev->sched_class == class &&
2993                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
2994                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
2995                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
2996                         goto again;
2997
2998                 /* assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
2999                 if (unlikely(!p))
3000                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev);
3001
3002                 return p;
3003         }
3004
3005 again:
3006         for_each_class(class) {
3007                 p = class->pick_next_task(rq, prev);
3008                 if (p) {
3009                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3010                                 goto again;
3011                         return p;
3012                 }
3013         }
3014
3015         BUG(); /* the idle class will always have a runnable task */
3016 }
3017
3018 /*
3019  * __schedule() is the main scheduler function.
3020  *
3021  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3022  *
3023  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3024  *
3025  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3026  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3027  *
3028  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3029  *      interrupt handler scheduler_tick().
3030  *
3031  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3032  *      task to the run-queue and that's it.
3033  *
3034  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3035  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3036  *      called on the nearest possible occasion:
3037  *
3038  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3039  *
3040  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3041  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3042  *           spin_unlock()!)
3043  *
3044  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3045  *           preemptible context
3046  *
3047  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3048  *         then at the next:
3049  *
3050  *          - cond_resched() call
3051  *          - explicit schedule() call
3052  *          - return from syscall or exception to user-space
3053  *          - return from interrupt-handler to user-space
3054  *
3055  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3056  */
3057 static void __sched __schedule(void)
3058 {
3059         struct task_struct *prev, *next;
3060         unsigned long *switch_count;
3061         struct rq *rq;
3062         int cpu;
3063
3064         cpu = smp_processor_id();
3065         rq = cpu_rq(cpu);
3066         rcu_note_context_switch();
3067         prev = rq->curr;
3068
3069         schedule_debug(prev);
3070
3071         if (sched_feat(HRTICK))
3072                 hrtick_clear(rq);
3073
3074         /*
3075          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3076          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3077          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3078          */
3079         smp_mb__before_spinlock();
3080         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
3081         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
3082
3083         rq->clock_skip_update <<= 1; /* promote REQ to ACT */
3084
3085         switch_count = &prev->nivcsw;
3086         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3087                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3088                         prev->state = TASK_RUNNING;
3089                 } else {
3090                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP);
3091                         prev->on_rq = 0;
3092
3093                         /*
3094                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3095                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3096                          * concurrency.
3097                          */
3098                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3099                                 struct task_struct *to_wakeup;
3100
3101                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev, cpu);
3102                                 if (to_wakeup)
3103                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup);
3104                         }
3105                 }
3106                 switch_count = &prev->nvcsw;
3107         }
3108
3109         if (task_on_rq_queued(prev))
3110                 update_rq_clock(rq);
3111
3112         next = pick_next_task(rq, prev);
3113         clear_tsk_need_resched(prev);
3114         clear_preempt_need_resched();
3115         rq->clock_skip_update = 0;
3116
3117         if (likely(prev != next)) {
3118                 rq->nr_switches++;
3119                 rq->curr = next;
3120                 ++*switch_count;
3121
3122                 rq = context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3123                 cpu = cpu_of(rq);
3124         } else {
3125                 lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
3126                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3127         }
3128
3129         balance_callback(rq);
3130 }
3131
3132 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3133 {
3134         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3135                 return;
3136         /*
3137          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3138          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3139          */
3140         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3141                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3142 }
3143
3144 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3145 {
3146         struct task_struct *tsk = current;
3147
3148         sched_submit_work(tsk);
3149         do {
3150                 preempt_disable();
3151                 __schedule();
3152                 sched_preempt_enable_no_resched();
3153         } while (need_resched());
3154 }
3155 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3156
3157 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3158 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3159 {
3160         /*
3161          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3162          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3163          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3164          * we find a better solution.
3165          *
3166          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3167          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3168          * too frequently to make sense yet.
3169          */
3170         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3171         schedule();
3172         exception_exit(prev_state);
3173 }
3174 #endif
3175
3176 /**
3177  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3178  *
3179  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3180  */
3181 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3182 {
3183         sched_preempt_enable_no_resched();
3184         schedule();
3185         preempt_disable();
3186 }
3187
3188 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3189 {
3190         do {
3191                 preempt_active_enter();
3192                 __schedule();
3193                 preempt_active_exit();
3194
3195                 /*
3196                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3197                  * between schedule and now.
3198                  */
3199         } while (need_resched());
3200 }
3201
3202 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3203 /*
3204  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3205  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3206  * occur there and call schedule directly.
3207  */
3208 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3209 {
3210         /*
3211          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3212          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3213          */
3214         if (likely(!preemptible()))
3215                 return;
3216
3217         preempt_schedule_common();
3218 }
3219 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3220 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3221
3222 /**
3223  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3224  *
3225  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3226  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3227  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3228  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3229  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3230  * to be called when the system is still in usermode.
3231  *
3232  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3233  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3234  * calling the scheduler.
3235  */
3236 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3237 {
3238         enum ctx_state prev_ctx;
3239
3240         if (likely(!preemptible()))
3241                 return;
3242
3243         do {
3244                 /*
3245                  * Use raw __prempt_count() ops that don't call function.
3246                  * We can't call functions before disabling preemption which
3247                  * disarm preemption tracing recursions.
3248                  */
3249                 __preempt_count_add(PREEMPT_ACTIVE + PREEMPT_DISABLE_OFFSET);
3250                 barrier();
3251                 /*
3252                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
3253                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
3254                  * an infinite recursion.
3255                  */
3256                 prev_ctx = exception_enter();
3257                 __schedule();
3258                 exception_exit(prev_ctx);
3259
3260                 barrier();
3261                 __preempt_count_sub(PREEMPT_ACTIVE + PREEMPT_DISABLE_OFFSET);
3262         } while (need_resched());
3263 }
3264 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
3265
3266 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
3267
3268 /*
3269  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3270  * off of irq context.
3271  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3272  * protect us against recursive calling from irq.
3273  */
3274 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
3275 {
3276         enum ctx_state prev_state;
3277
3278         /* Catch callers which need to be fixed */
3279         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
3280
3281         prev_state = exception_enter();
3282
3283         do {
3284                 preempt_active_enter();
3285                 local_irq_enable();
3286                 __schedule();
3287                 local_irq_disable();
3288                 preempt_active_exit();
3289         } while (need_resched());
3290
3291         exception_exit(prev_state);
3292 }
3293
3294 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
3295                           void *key)
3296 {
3297         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
3298 }
3299 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
3300
3301 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
3302
3303 /*
3304  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
3305  * @p: task
3306  * @prio: prio value (kernel-internal form)
3307  *
3308  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
3309  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
3310  *
3311  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
3312  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
3313  */
3314 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
3315 {
3316         int oldprio, queued, running, enqueue_flag = 0;
3317         struct rq *rq;
3318         const struct sched_class *prev_class;
3319
3320         BUG_ON(prio > MAX_PRIO);
3321
3322         rq = __task_rq_lock(p);
3323
3324         /*
3325          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
3326          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
3327          *
3328          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
3329          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
3330          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
3331          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
3332          * with interrupts disabled and will complete the lock
3333          * protected section without being interrupted. So there is no
3334          * real need to boost.
3335          */
3336         if (unlikely(p == rq->idle)) {
3337                 WARN_ON(p != rq->curr);
3338                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
3339                 goto out_unlock;
3340         }
3341
3342         trace_sched_pi_setprio(p, prio);
3343         oldprio = p->prio;
3344         prev_class = p->sched_class;
3345         queued = task_on_rq_queued(p);
3346         running = task_current(rq, p);
3347         if (queued)
3348                 dequeue_task(rq, p, 0);
3349         if (running)
3350                 put_prev_task(rq, p);
3351
3352         /*
3353          * Boosting condition are:
3354          * 1. -rt task is running and holds mutex A
3355          *      --> -dl task blocks on mutex A
3356          *
3357          * 2. -dl task is running and holds mutex A
3358          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
3359          *          running task
3360          */
3361         if (dl_prio(prio)) {
3362                 struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
3363                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
3364                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
3365                         p->dl.dl_boosted = 1;
3366                         enqueue_flag = ENQUEUE_REPLENISH;
3367                 } else
3368                         p->dl.dl_boosted = 0;
3369                 p->sched_class = &dl_sched_class;
3370         } else if (rt_prio(prio)) {
3371                 if (dl_prio(oldprio))
3372                         p->dl.dl_boosted = 0;
3373                 if (oldprio < prio)
3374                         enqueue_flag = ENQUEUE_HEAD;
3375                 p->sched_class = &rt_sched_class;
3376         } else {
3377                 if (dl_prio(oldprio))
3378                         p->dl.dl_boosted = 0;
3379                 if (rt_prio(oldprio))
3380                         p->rt.timeout = 0;
3381                 p->sched_class = &fair_sched_class;
3382         }
3383
3384         p->prio = prio;
3385
3386         if (running)
3387                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
3388         if (queued)
3389                 enqueue_task(rq, p, enqueue_flag);
3390
3391         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
3392 out_unlock:
3393         preempt_disable(); /* avoid rq from going away on us */
3394         __task_rq_unlock(rq);
3395
3396         balance_callback(rq);
3397         preempt_enable();
3398 }
3399 #endif
3400
3401 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
3402 {
3403         int old_prio, delta, queued;
3404         unsigned long flags;
3405         struct rq *rq;
3406
3407         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
3408                 return;
3409         /*
3410          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
3411          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
3412          */
3413         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3414         /*
3415          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
3416          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
3417          * it wont have any effect on scheduling until the task is
3418          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
3419          */
3420         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
3421                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3422                 goto out_unlock;
3423         }
3424         queued = task_on_rq_queued(p);
3425         if (queued)
3426                 dequeue_task(rq, p, 0);
3427
3428         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
3429         set_load_weight(p);
3430         old_prio = p->prio;
3431         p->prio = effective_prio(p);
3432         delta = p->prio - old_prio;
3433
3434         if (queued) {
3435                 enqueue_task(rq, p, 0);
3436                 /*
3437                  * If the task increased its priority or is running and
3438                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
3439                  */
3440                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
3441                         resched_curr(rq);
3442         }
3443 out_unlock:
3444         task_rq_unlock(rq, p, &flags);
3445 }
3446 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
3447
3448 /*
3449  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
3450  * @p: task
3451  * @nice: nice value
3452  */
3453 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
3454 {
3455         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
3456         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
3457
3458         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
3459                 capable(CAP_SYS_NICE));
3460 }
3461
3462 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
3463
3464 /*
3465  * sys_nice - change the priority of the current process.
3466  * @increment: priority increment
3467  *
3468  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
3469  * does similar things.
3470  */
3471 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
3472 {
3473         long nice, retval;
3474
3475         /*
3476          * Setpriority might change our priority at the same moment.
3477          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
3478          * and we have a single winner.
3479          */
3480         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
3481         nice = task_nice(current) + increment;
3482
3483         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
3484         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
3485                 return -EPERM;
3486
3487         retval = security_task_setnice(current, nice);
3488         if (retval)
3489                 return retval;
3490
3491         set_user_nice(current, nice);
3492         return 0;
3493 }
3494
3495 #endif
3496
3497 /**
3498  * task_prio - return the priority value of a given task.
3499  * @p: the task in question.
3500  *
3501  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
3502  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
3503  * around 0, value goes from -16 to +15.
3504  */
3505 int task_prio(const struct task_struct *p)
3506 {
3507         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
3508 }
3509
3510 /**
3511  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
3512  * @cpu: the processor in question.
3513  *
3514  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
3515  */
3516 int idle_cpu(int cpu)
3517 {
3518         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3519
3520         if (rq->curr != rq->idle)
3521                 return 0;
3522
3523         if (rq->nr_running)
3524                 return 0;
3525
3526 #ifdef CONFIG_SMP
3527         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
3528                 return 0;
3529 #endif
3530
3531         return 1;
3532 }
3533
3534 /**
3535  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
3536  * @cpu: the processor in question.
3537  *
3538  * Return: The idle task for the cpu @cpu.