Merge branch 'locking-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[muen/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include "sched.h"
9
10 #include <linux/nospec.h>
11
12 #include <linux/kcov.h>
13
14 #include <asm/switch_to.h>
15 #include <asm/tlb.h>
16
17 #include "../workqueue_internal.h"
18 #include "../smpboot.h"
19
20 #include "pelt.h"
21
22 #define CREATE_TRACE_POINTS
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
26
27 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
28 /*
29  * Debugging: various feature bits
30  *
31  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
32  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
33  * at compile time and compiler optimization based on features default.
34  */
35 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
36         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
37 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
38 #include "features.h"
39         0;
40 #undef SCHED_FEAT
41 #endif
42
43 /*
44  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
45  * Limited because this is done with IRQs disabled.
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
48
49 /*
50  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
51  * default: 1s
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
54
55 __read_mostly int scheduler_running;
56
57 /*
58  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
59  * default: 0.95s
60  */
61 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
62
63 /*
64  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
65  */
66 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
67         __acquires(rq->lock)
68 {
69         struct rq *rq;
70
71         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
72
73         for (;;) {
74                 rq = task_rq(p);
75                 raw_spin_lock(&rq->lock);
76                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
77                         rq_pin_lock(rq, rf);
78                         return rq;
79                 }
80                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
81
82                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
83                         cpu_relax();
84         }
85 }
86
87 /*
88  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
89  */
90 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
91         __acquires(p->pi_lock)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         for (;;) {
97                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
98                 rq = task_rq(p);
99                 raw_spin_lock(&rq->lock);
100                 /*
101                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
102                  *
103                  *      ACQUIRE (rq->lock)
104                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
105                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
106                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
107                  *                                      [L] ->on_rq
108                  *      RELEASE (rq->lock)
109                  *
110                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock, the acquire of
111                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
112                  *
113                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
114                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
115                  */
116                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
117                         rq_pin_lock(rq, rf);
118                         return rq;
119                 }
120                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
121                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
122
123                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
124                         cpu_relax();
125         }
126 }
127
128 /*
129  * RQ-clock updating methods:
130  */
131
132 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
133 {
134 /*
135  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
136  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
137  */
138         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
139
140 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
141         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
142
143         /*
144          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
145          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
146          * {soft,}irq region.
147          *
148          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
149          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
150          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
151          * monotonic.
152          *
153          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
154          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
155          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
156          * atomic ops.
157          */
158         if (irq_delta > delta)
159                 irq_delta = delta;
160
161         rq->prev_irq_time += irq_delta;
162         delta -= irq_delta;
163 #endif
164 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
165         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
166                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
167                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
168
169                 if (unlikely(steal > delta))
170                         steal = delta;
171
172                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
173                 delta -= steal;
174         }
175 #endif
176
177         rq->clock_task += delta;
178
179 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
180         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
181                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
182 #endif
183 }
184
185 void update_rq_clock(struct rq *rq)
186 {
187         s64 delta;
188
189         lockdep_assert_held(&rq->lock);
190
191         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
192                 return;
193
194 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
195         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
196                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
197         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
198 #endif
199
200         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
201         if (delta < 0)
202                 return;
203         rq->clock += delta;
204         update_rq_clock_task(rq, delta);
205 }
206
207
208 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
209 /*
210  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
211  */
212
213 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
214 {
215         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
216                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
217 }
218
219 /*
220  * High-resolution timer tick.
221  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
222  */
223 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
224 {
225         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
226         struct rq_flags rf;
227
228         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
229
230         rq_lock(rq, &rf);
231         update_rq_clock(rq);
232         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
233         rq_unlock(rq, &rf);
234
235         return HRTIMER_NORESTART;
236 }
237
238 #ifdef CONFIG_SMP
239
240 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
241 {
242         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
243
244         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
245 }
246
247 /*
248  * called from hardirq (IPI) context
249  */
250 static void __hrtick_start(void *arg)
251 {
252         struct rq *rq = arg;
253         struct rq_flags rf;
254
255         rq_lock(rq, &rf);
256         __hrtick_restart(rq);
257         rq->hrtick_csd_pending = 0;
258         rq_unlock(rq, &rf);
259 }
260
261 /*
262  * Called to set the hrtick timer state.
263  *
264  * called with rq->lock held and irqs disabled
265  */
266 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
267 {
268         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
269         ktime_t time;
270         s64 delta;
271
272         /*
273          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
274          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
275          */
276         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
277         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
278
279         hrtimer_set_expires(timer, time);
280
281         if (rq == this_rq()) {
282                 __hrtick_restart(rq);
283         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
284                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
285                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
286         }
287 }
288
289 #else
290 /*
291  * Called to set the hrtick timer state.
292  *
293  * called with rq->lock held and irqs disabled
294  */
295 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
296 {
297         /*
298          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
299          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
300          */
301         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
302         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
303                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
304 }
305 #endif /* CONFIG_SMP */
306
307 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
308 {
309 #ifdef CONFIG_SMP
310         rq->hrtick_csd_pending = 0;
311
312         rq->hrtick_csd.flags = 0;
313         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
314         rq->hrtick_csd.info = rq;
315 #endif
316
317         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
318         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
319 }
320 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
321 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
322 {
323 }
324
325 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
326 {
327 }
328 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
329
330 /*
331  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
332  */
333 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
334         ({                                                              \
335                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
336                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
337                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
338                                                                         \
339                 for (;;) {                                              \
340                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
341                         if (_old == _val)                               \
342                                 break;                                  \
343                         _val = _old;                                    \
344                 }                                                       \
345         _old;                                                           \
346 })
347
348 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
349 /*
350  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
351  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
352  * spurious IPIs.
353  */
354 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
355 {
356         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
357         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
358 }
359
360 /*
361  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
362  *
363  * If this returns true, then the idle task promises to call
364  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
365  */
366 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
367 {
368         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
369         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
370
371         for (;;) {
372                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
373                         return false;
374                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
375                         return true;
376                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
377                 if (old == val)
378                         break;
379                 val = old;
380         }
381         return true;
382 }
383
384 #else
385 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
386 {
387         set_tsk_need_resched(p);
388         return true;
389 }
390
391 #ifdef CONFIG_SMP
392 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
393 {
394         return false;
395 }
396 #endif
397 #endif
398
399 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
400 {
401         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
402
403         /*
404          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
405          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
406          * wakeup due to that.
407          *
408          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
409          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
410          */
411         smp_mb__before_atomic();
412         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
413                 return false;
414
415         /*
416          * The head is context local, there can be no concurrency.
417          */
418         *head->lastp = node;
419         head->lastp = &node->next;
420         return true;
421 }
422
423 /**
424  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
425  * @head: the wake_q_head to add @task to
426  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
427  *
428  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
429  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
430  * instantly.
431  *
432  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
433  * must be ready to be woken at this location.
434  */
435 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
436 {
437         if (__wake_q_add(head, task))
438                 get_task_struct(task);
439 }
440
441 /**
442  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
443  * @head: the wake_q_head to add @task to
444  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
445  *
446  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
447  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
448  * instantly.
449  *
450  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
451  * must be ready to be woken at this location.
452  *
453  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
454  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
455  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
456  * queued for wakeup.
457  */
458 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
459 {
460         if (!__wake_q_add(head, task))
461                 put_task_struct(task);
462 }
463
464 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
465 {
466         struct wake_q_node *node = head->first;
467
468         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
469                 struct task_struct *task;
470
471                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
472                 BUG_ON(!task);
473                 /* Task can safely be re-inserted now: */
474                 node = node->next;
475                 task->wake_q.next = NULL;
476
477                 /*
478                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
479                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
480                  */
481                 wake_up_process(task);
482                 put_task_struct(task);
483         }
484 }
485
486 /*
487  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
488  *
489  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
490  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
491  * the target CPU.
492  */
493 void resched_curr(struct rq *rq)
494 {
495         struct task_struct *curr = rq->curr;
496         int cpu;
497
498         lockdep_assert_held(&rq->lock);
499
500         if (test_tsk_need_resched(curr))
501                 return;
502
503         cpu = cpu_of(rq);
504
505         if (cpu == smp_processor_id()) {
506                 set_tsk_need_resched(curr);
507                 set_preempt_need_resched();
508                 return;
509         }
510
511         if (set_nr_and_not_polling(curr))
512                 smp_send_reschedule(cpu);
513         else
514                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
515 }
516
517 void resched_cpu(int cpu)
518 {
519         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
520         unsigned long flags;
521
522         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
523         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
524                 resched_curr(rq);
525         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
526 }
527
528 #ifdef CONFIG_SMP
529 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
530 /*
531  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
532  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
533  *
534  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
535  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
536  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
537  */
538 int get_nohz_timer_target(void)
539 {
540         int i, cpu = smp_processor_id();
541         struct sched_domain *sd;
542
543         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
544                 return cpu;
545
546         rcu_read_lock();
547         for_each_domain(cpu, sd) {
548                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
549                         if (cpu == i)
550                                 continue;
551
552                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
553                                 cpu = i;
554                                 goto unlock;
555                         }
556                 }
557         }
558
559         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
560                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
561 unlock:
562         rcu_read_unlock();
563         return cpu;
564 }
565
566 /*
567  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
568  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
569  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
570  * idle system the next event might even be infinite time into the
571  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
572  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
573  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
574  * wheel for the next timer event.
575  */
576 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
577 {
578         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
579
580         if (cpu == smp_processor_id())
581                 return;
582
583         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
584                 smp_send_reschedule(cpu);
585         else
586                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
587 }
588
589 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
590 {
591         /*
592          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
593          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
594          * If needed we can still optimize that later with an
595          * empty IRQ.
596          */
597         if (cpu_is_offline(cpu))
598                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
599         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
600                 if (cpu != smp_processor_id() ||
601                     tick_nohz_tick_stopped())
602                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
603                 return true;
604         }
605
606         return false;
607 }
608
609 /*
610  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
611  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
612  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
613  */
614 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
615 {
616         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
617                 wake_up_idle_cpu(cpu);
618 }
619
620 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
621 {
622         int cpu = smp_processor_id();
623
624         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
625                 return false;
626
627         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
628                 return true;
629
630         /*
631          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
632          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
633          */
634         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
635         return false;
636 }
637
638 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
639
640 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
641 {
642         return false;
643 }
644
645 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
646
647 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
648 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
649 {
650         int fifo_nr_running;
651
652         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
653         if (rq->dl.dl_nr_running)
654                 return false;
655
656         /*
657          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
658          * actual RR behaviour.
659          */
660         if (rq->rt.rr_nr_running) {
661                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
662                         return true;
663                 else
664                         return false;
665         }
666
667         /*
668          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
669          * forced preemption between FIFO tasks.
670          */
671         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
672         if (fifo_nr_running)
673                 return true;
674
675         /*
676          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
677          * if there's more than one we need the tick for involuntary
678          * preemption.
679          */
680         if (rq->nr_running > 1)
681                 return false;
682
683         return true;
684 }
685 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
686 #endif /* CONFIG_SMP */
687
688 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
689                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
690 /*
691  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
692  * node and @up when leaving it for the final time.
693  *
694  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
695  */
696 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
697                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
698 {
699         struct task_group *parent, *child;
700         int ret;
701
702         parent = from;
703
704 down:
705         ret = (*down)(parent, data);
706         if (ret)
707                 goto out;
708         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
709                 parent = child;
710                 goto down;
711
712 up:
713                 continue;
714         }
715         ret = (*up)(parent, data);
716         if (ret || parent == from)
717                 goto out;
718
719         child = parent;
720         parent = parent->parent;
721         if (parent)
722                 goto up;
723 out:
724         return ret;
725 }
726
727 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
728 {
729         return 0;
730 }
731 #endif
732
733 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
734 {
735         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
736         struct load_weight *load = &p->se.load;
737
738         /*
739          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
740          */
741         if (task_has_idle_policy(p)) {
742                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
743                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
744                 p->se.runnable_weight = load->weight;
745                 return;
746         }
747
748         /*
749          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
750          * weight
751          */
752         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
753                 reweight_task(p, prio);
754         } else {
755                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
756                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
757                 p->se.runnable_weight = load->weight;
758         }
759 }
760
761 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
762 {
763         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
764                 update_rq_clock(rq);
765
766         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
767                 sched_info_queued(rq, p);
768                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
769         }
770
771         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
772 }
773
774 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
775 {
776         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
777                 update_rq_clock(rq);
778
779         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
780                 sched_info_dequeued(rq, p);
781                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
782         }
783
784         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
785 }
786
787 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
788 {
789         if (task_contributes_to_load(p))
790                 rq->nr_uninterruptible--;
791
792         enqueue_task(rq, p, flags);
793 }
794
795 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
796 {
797         if (task_contributes_to_load(p))
798                 rq->nr_uninterruptible++;
799
800         dequeue_task(rq, p, flags);
801 }
802
803 /*
804  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
805  */
806 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
807 {
808         return p->static_prio;
809 }
810
811 /*
812  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
813  * without taking RT-inheritance into account. Might be
814  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
815  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
816  * estimator recalculates.
817  */
818 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
819 {
820         int prio;
821
822         if (task_has_dl_policy(p))
823                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
824         else if (task_has_rt_policy(p))
825                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
826         else
827                 prio = __normal_prio(p);
828         return prio;
829 }
830
831 /*
832  * Calculate the current priority, i.e. the priority
833  * taken into account by the scheduler. This value might
834  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
835  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
836  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
837  */
838 static int effective_prio(struct task_struct *p)
839 {
840         p->normal_prio = normal_prio(p);
841         /*
842          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
843          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
844          * to the normal priority:
845          */
846         if (!rt_prio(p->prio))
847                 return p->normal_prio;
848         return p->prio;
849 }
850
851 /**
852  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
853  * @p: the task in question.
854  *
855  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
856  */
857 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
858 {
859         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
860 }
861
862 /*
863  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
864  * use the balance_callback list if you want balancing.
865  *
866  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
867  * balance_callback().
868  */
869 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
870                                        const struct sched_class *prev_class,
871                                        int oldprio)
872 {
873         if (prev_class != p->sched_class) {
874                 if (prev_class->switched_from)
875                         prev_class->switched_from(rq, p);
876
877                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
878         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
879                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
880 }
881
882 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
883 {
884         const struct sched_class *class;
885
886         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
887                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
888         } else {
889                 for_each_class(class) {
890                         if (class == rq->curr->sched_class)
891                                 break;
892                         if (class == p->sched_class) {
893                                 resched_curr(rq);
894                                 break;
895                         }
896                 }
897         }
898
899         /*
900          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
901          * this case, we can save a useless back to back clock update.
902          */
903         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
904                 rq_clock_skip_update(rq);
905 }
906
907 #ifdef CONFIG_SMP
908
909 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
910 {
911         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
912                 return false;
913
914         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
915                 return false;
916
917         return true;
918 }
919
920 /*
921  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
922  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
923  */
924 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
925 {
926         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
927                 return false;
928
929         if (is_per_cpu_kthread(p))
930                 return cpu_online(cpu);
931
932         return cpu_active(cpu);
933 }
934
935 /*
936  * This is how migration works:
937  *
938  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
939  *    stop_one_cpu().
940  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
941  *    off the CPU)
942  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
943  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
944  *    it and puts it into the right queue.
945  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
946  *    is done.
947  */
948
949 /*
950  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
951  *
952  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
953  */
954 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
955                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
956 {
957         lockdep_assert_held(&rq->lock);
958
959         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
960         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
961         set_task_cpu(p, new_cpu);
962         rq_unlock(rq, rf);
963
964         rq = cpu_rq(new_cpu);
965
966         rq_lock(rq, rf);
967         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
968         enqueue_task(rq, p, 0);
969         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
970         check_preempt_curr(rq, p, 0);
971
972         return rq;
973 }
974
975 struct migration_arg {
976         struct task_struct *task;
977         int dest_cpu;
978 };
979
980 /*
981  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
982  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
983  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
984  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
985  *
986  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
987  * as the task is no longer on this CPU.
988  */
989 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
990                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
991 {
992         /* Affinity changed (again). */
993         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
994                 return rq;
995
996         update_rq_clock(rq);
997         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
998
999         return rq;
1000 }
1001
1002 /*
1003  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1004  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1005  * 'pushing' onto another runqueue.
1006  */
1007 static int migration_cpu_stop(void *data)
1008 {
1009         struct migration_arg *arg = data;
1010         struct task_struct *p = arg->task;
1011         struct rq *rq = this_rq();
1012         struct rq_flags rf;
1013
1014         /*
1015          * The original target CPU might have gone down and we might
1016          * be on another CPU but it doesn't matter.
1017          */
1018         local_irq_disable();
1019         /*
1020          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1021          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
1022          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1023          */
1024         sched_ttwu_pending();
1025
1026         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1027         rq_lock(rq, &rf);
1028         /*
1029          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1030          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1031          * we're holding p->pi_lock.
1032          */
1033         if (task_rq(p) == rq) {
1034                 if (task_on_rq_queued(p))
1035                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1036                 else
1037                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1038         }
1039         rq_unlock(rq, &rf);
1040         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1041
1042         local_irq_enable();
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1048  * actually call this function.
1049  */
1050 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1051 {
1052         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1053         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1054 }
1055
1056 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1057 {
1058         struct rq *rq = task_rq(p);
1059         bool queued, running;
1060
1061         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1062
1063         queued = task_on_rq_queued(p);
1064         running = task_current(rq, p);
1065
1066         if (queued) {
1067                 /*
1068                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1069                  * holding rq->lock.
1070                  */
1071                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1072                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1073         }
1074         if (running)
1075                 put_prev_task(rq, p);
1076
1077         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1078
1079         if (queued)
1080                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1081         if (running)
1082                 set_curr_task(rq, p);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1087  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1088  * is removed from the allowed bitmask.
1089  *
1090  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1091  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1092  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1093  */
1094 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1095                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1096 {
1097         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1098         unsigned int dest_cpu;
1099         struct rq_flags rf;
1100         struct rq *rq;
1101         int ret = 0;
1102
1103         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1104         update_rq_clock(rq);
1105
1106         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1107                 /*
1108                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1109                  */
1110                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1111         }
1112
1113         /*
1114          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1115          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1116          */
1117         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1118                 ret = -EINVAL;
1119                 goto out;
1120         }
1121
1122         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1123                 goto out;
1124
1125         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1126                 ret = -EINVAL;
1127                 goto out;
1128         }
1129
1130         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1131
1132         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1133                 /*
1134                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1135                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1136                  */
1137                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1138                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1139                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1140         }
1141
1142         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1143         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1144                 goto out;
1145
1146         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1147         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1148                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1149                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1150                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1151                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1152                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1153                 return 0;
1154         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1155                 /*
1156                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1157                  * afterwards anyway.
1158                  */
1159                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1160         }
1161 out:
1162         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1163
1164         return ret;
1165 }
1166
1167 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1168 {
1169         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1172
1173 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1174 {
1175 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1176         /*
1177          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1178          * ttwu() will sort out the placement.
1179          */
1180         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1181                         !p->on_rq);
1182
1183         /*
1184          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1185          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1186          * time relying on p->on_rq.
1187          */
1188         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1189                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1190                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1191
1192 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1193         /*
1194          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1195          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1196          *
1197          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1198          * see task_group().
1199          *
1200          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1201          * task_rq_lock().
1202          */
1203         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1204                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1205 #endif
1206         /*
1207          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1208          */
1209         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1210 #endif
1211
1212         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1213
1214         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1215                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1216                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1217                 p->se.nr_migrations++;
1218                 rseq_migrate(p);
1219                 perf_event_task_migrate(p);
1220         }
1221
1222         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1223 }
1224
1225 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1226 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1227 {
1228         if (task_on_rq_queued(p)) {
1229                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1230                 struct rq_flags srf, drf;
1231
1232                 src_rq = task_rq(p);
1233                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1234
1235                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1236                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1237
1238                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1239                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1240                 set_task_cpu(p, cpu);
1241                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1242                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1243                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1244
1245                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1246                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1247
1248         } else {
1249                 /*
1250                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1251                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1252                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1253                  */
1254                 p->wake_cpu = cpu;
1255         }
1256 }
1257
1258 struct migration_swap_arg {
1259         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1260         int src_cpu, dst_cpu;
1261 };
1262
1263 static int migrate_swap_stop(void *data)
1264 {
1265         struct migration_swap_arg *arg = data;
1266         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1267         int ret = -EAGAIN;
1268
1269         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1270                 return -EAGAIN;
1271
1272         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1273         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1274
1275         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1276                         &arg->dst_task->pi_lock);
1277         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1278
1279         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1280                 goto unlock;
1281
1282         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1283                 goto unlock;
1284
1285         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1286                 goto unlock;
1287
1288         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1289                 goto unlock;
1290
1291         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1292         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1293
1294         ret = 0;
1295
1296 unlock:
1297         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1298         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1299         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1300
1301         return ret;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Cross migrate two tasks
1306  */
1307 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1308                 int target_cpu, int curr_cpu)
1309 {
1310         struct migration_swap_arg arg;
1311         int ret = -EINVAL;
1312
1313         arg = (struct migration_swap_arg){
1314                 .src_task = cur,
1315                 .src_cpu = curr_cpu,
1316                 .dst_task = p,
1317                 .dst_cpu = target_cpu,
1318         };
1319
1320         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1321                 goto out;
1322
1323         /*
1324          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1325          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1326          */
1327         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1328                 goto out;
1329
1330         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1331                 goto out;
1332
1333         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1334                 goto out;
1335
1336         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1337         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1338
1339 out:
1340         return ret;
1341 }
1342 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1343
1344 /*
1345  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1346  *
1347  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1348  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1349  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1350  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1351  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1352  * @p has remained unscheduled the whole time.
1353  *
1354  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1355  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1356  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1357  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1358  * waiting to become inactive.
1359  */
1360 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1361 {
1362         int running, queued;
1363         struct rq_flags rf;
1364         unsigned long ncsw;
1365         struct rq *rq;
1366
1367         for (;;) {
1368                 /*
1369                  * We do the initial early heuristics without holding
1370                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1371                  * the runqueue lock when things look like they will
1372                  * work out!
1373                  */
1374                 rq = task_rq(p);
1375
1376                 /*
1377                  * If the task is actively running on another CPU
1378                  * still, just relax and busy-wait without holding
1379                  * any locks.
1380                  *
1381                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1382                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1383                  * But we don't care, since "task_running()" will
1384                  * return false if the runqueue has changed and p
1385                  * is actually now running somewhere else!
1386                  */
1387                 while (task_running(rq, p)) {
1388                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1389                                 return 0;
1390                         cpu_relax();
1391                 }
1392
1393                 /*
1394                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1395                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1396                  * just go back and repeat.
1397                  */
1398                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1399                 trace_sched_wait_task(p);
1400                 running = task_running(rq, p);
1401                 queued = task_on_rq_queued(p);
1402                 ncsw = 0;
1403                 if (!match_state || p->state == match_state)
1404                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1405                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1406
1407                 /*
1408                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1409                  */
1410                 if (unlikely(!ncsw))
1411                         break;
1412
1413                 /*
1414                  * Was it really running after all now that we
1415                  * checked with the proper locks actually held?
1416                  *
1417                  * Oops. Go back and try again..
1418                  */
1419                 if (unlikely(running)) {
1420                         cpu_relax();
1421                         continue;
1422                 }
1423
1424                 /*
1425                  * It's not enough that it's not actively running,
1426                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1427                  * preempted!
1428                  *
1429                  * So if it was still runnable (but just not actively
1430                  * running right now), it's preempted, and we should
1431                  * yield - it could be a while.
1432                  */
1433                 if (unlikely(queued)) {
1434                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1435
1436                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1437                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1438                         continue;
1439                 }
1440
1441                 /*
1442                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1443                  * runnable, which means that it will never become
1444                  * running in the future either. We're all done!
1445                  */
1446                 break;
1447         }
1448
1449         return ncsw;
1450 }
1451
1452 /***
1453  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1454  * @p: the to-be-kicked thread
1455  *
1456  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1457  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1458  *
1459  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1460  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1461  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1462  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1463  * achieved as well.
1464  */
1465 void kick_process(struct task_struct *p)
1466 {
1467         int cpu;
1468
1469         preempt_disable();
1470         cpu = task_cpu(p);
1471         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1472                 smp_send_reschedule(cpu);
1473         preempt_enable();
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1476
1477 /*
1478  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1479  *
1480  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1481  *
1482  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1483  *
1484  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1485  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1486  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1487  *    see it.
1488  *
1489  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1490  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1491  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1492  *    off.
1493  *
1494  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1495  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1496  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1497  * to satisfy the above rules.
1498  */
1499 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1500 {
1501         int nid = cpu_to_node(cpu);
1502         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1503         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1504         int dest_cpu;
1505
1506         /*
1507          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1508          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1509          * select the CPU on the other node.
1510          */
1511         if (nid != -1) {
1512                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1513
1514                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1515                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1516                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1517                                 continue;
1518                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1519                                 return dest_cpu;
1520                 }
1521         }
1522
1523         for (;;) {
1524                 /* Any allowed, online CPU? */
1525                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1526                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1527                                 continue;
1528
1529                         goto out;
1530                 }
1531
1532                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1533                 switch (state) {
1534                 case cpuset:
1535                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1536                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1537                                 state = possible;
1538                                 break;
1539                         }
1540                         /* Fall-through */
1541                 case possible:
1542                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1543                         state = fail;
1544                         break;
1545
1546                 case fail:
1547                         BUG();
1548                         break;
1549                 }
1550         }
1551
1552 out:
1553         if (state != cpuset) {
1554                 /*
1555                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1556                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1557                  * leave kernel.
1558                  */
1559                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1560                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1561                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1562                 }
1563         }
1564
1565         return dest_cpu;
1566 }
1567
1568 /*
1569  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1570  */
1571 static inline
1572 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1573 {
1574         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1575
1576         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1577                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1578         else
1579                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1580
1581         /*
1582          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1583          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1584          * CPU.
1585          *
1586          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1587          *
1588          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1589          *   not worry about this generic constraint ]
1590          */
1591         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1592                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1593
1594         return cpu;
1595 }
1596
1597 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1598 {
1599         s64 diff = sample - *avg;
1600         *avg += diff >> 3;
1601 }
1602
1603 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1604 {
1605         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1606         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1607
1608         if (stop) {
1609                 /*
1610                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1611                  * userspace knows about and won't get confused about.
1612                  *
1613                  * Also, it will make PI more or less work without too
1614                  * much confusion -- but then, stop work should not
1615                  * rely on PI working anyway.
1616                  */
1617                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1618
1619                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1620         }
1621
1622         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1623
1624         if (old_stop) {
1625                 /*
1626                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1627                  * it can die in pieces.
1628                  */
1629                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1630         }
1631 }
1632
1633 #else
1634
1635 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1636                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1637 {
1638         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1639 }
1640
1641 #endif /* CONFIG_SMP */
1642
1643 static void
1644 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1645 {
1646         struct rq *rq;
1647
1648         if (!schedstat_enabled())
1649                 return;
1650
1651         rq = this_rq();
1652
1653 #ifdef CONFIG_SMP
1654         if (cpu == rq->cpu) {
1655                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1656                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1657         } else {
1658                 struct sched_domain *sd;
1659
1660                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1661                 rcu_read_lock();
1662                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1663                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1664                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1665                                 break;
1666                         }
1667                 }
1668                 rcu_read_unlock();
1669         }
1670
1671         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1672                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1673 #endif /* CONFIG_SMP */
1674
1675         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1676         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1677
1678         if (wake_flags & WF_SYNC)
1679                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1680 }
1681
1682 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1683 {
1684         activate_task(rq, p, en_flags);
1685         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1686
1687         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1688         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1689                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1694  */
1695 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1696                            struct rq_flags *rf)
1697 {
1698         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1699         p->state = TASK_RUNNING;
1700         trace_sched_wakeup(p);
1701
1702 #ifdef CONFIG_SMP
1703         if (p->sched_class->task_woken) {
1704                 /*
1705                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1706                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1707                  */
1708                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1709                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1710                 rq_repin_lock(rq, rf);
1711         }
1712
1713         if (rq->idle_stamp) {
1714                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1715                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1716
1717                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1718
1719                 if (rq->avg_idle > max)
1720                         rq->avg_idle = max;
1721
1722                 rq->idle_stamp = 0;
1723         }
1724 #endif
1725 }
1726
1727 static void
1728 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1729                  struct rq_flags *rf)
1730 {
1731         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1732
1733         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1734
1735 #ifdef CONFIG_SMP
1736         if (p->sched_contributes_to_load)
1737                 rq->nr_uninterruptible--;
1738
1739         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1740                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1741 #endif
1742
1743         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1744         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1749  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1750  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1751  * the task is still ->on_rq.
1752  */
1753 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1754 {
1755         struct rq_flags rf;
1756         struct rq *rq;
1757         int ret = 0;
1758
1759         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1760         if (task_on_rq_queued(p)) {
1761                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1762                 update_rq_clock(rq);
1763                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1764                 ret = 1;
1765         }
1766         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1767
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 #ifdef CONFIG_SMP
1772 void sched_ttwu_pending(void)
1773 {
1774         struct rq *rq = this_rq();
1775         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1776         struct task_struct *p, *t;
1777         struct rq_flags rf;
1778
1779         if (!llist)
1780                 return;
1781
1782         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1783         update_rq_clock(rq);
1784
1785         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1786                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1787
1788         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1789 }
1790
1791 void scheduler_ipi(void)
1792 {
1793         /*
1794          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1795          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1796          * this IPI.
1797          */
1798         preempt_fold_need_resched();
1799
1800         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1801                 return;
1802
1803         /*
1804          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1805          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1806          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1807          * we do call them.
1808          *
1809          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1810          * properly.
1811          *
1812          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1813          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1814          * somewhat pessimize the simple resched case.
1815          */
1816         irq_enter();
1817         sched_ttwu_pending();
1818
1819         /*
1820          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1821          */
1822         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1823                 this_rq()->idle_balance = 1;
1824                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1825         }
1826         irq_exit();
1827 }
1828
1829 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1830 {
1831         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1832
1833         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1834
1835         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1836                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1837                         smp_send_reschedule(cpu);
1838                 else
1839                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1840         }
1841 }
1842
1843 void wake_up_if_idle(int cpu)
1844 {
1845         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1846         struct rq_flags rf;
1847
1848         rcu_read_lock();
1849
1850         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1851                 goto out;
1852
1853         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1854                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1855         } else {
1856                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1857                 if (is_idle_task(rq->curr))
1858                         smp_send_reschedule(cpu);
1859                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1860                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1861         }
1862
1863 out:
1864         rcu_read_unlock();
1865 }
1866
1867 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1868 {
1869         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1870 }
1871 #endif /* CONFIG_SMP */
1872
1873 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1874 {
1875         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1876         struct rq_flags rf;
1877
1878 #if defined(CONFIG_SMP)
1879         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1880                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1881                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1882                 return;
1883         }
1884 #endif
1885
1886         rq_lock(rq, &rf);
1887         update_rq_clock(rq);
1888         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1889         rq_unlock(rq, &rf);
1890 }
1891
1892 /*
1893  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1894  *
1895  *  MIGRATION
1896  *
1897  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1898  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1899  * execution on its new CPU [c1].
1900  *
1901  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1902  *
1903  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1904  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1905  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1906  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1907  *
1908  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
1909  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1910  *
1911  * Example:
1912  *
1913  *   CPU0            CPU1            CPU2
1914  *
1915  *   LOCK rq(0)->lock
1916  *   sched-out X
1917  *   sched-in Y
1918  *   UNLOCK rq(0)->lock
1919  *
1920  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1921  *                                   dequeue X
1922  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1923  *
1924  *                                   LOCK rq(1)->lock
1925  *                                   enqueue X
1926  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1927  *
1928  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1929  *                   sched-out Z
1930  *                   sched-in X
1931  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1932  *
1933  *
1934  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1935  *
1936  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1937  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1938  * chain to provide order. Instead we do:
1939  *
1940  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1941  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1942  *
1943  * Example:
1944  *
1945  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1946  *
1947  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1948  *   dequeue X
1949  *   sched-out X
1950  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1951  *
1952  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1953  *                    X->state = WAKING
1954  *                    set_task_cpu(X,2)
1955  *
1956  *                    LOCK rq(2)->lock
1957  *                    enqueue X
1958  *                    X->state = RUNNING
1959  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1960  *
1961  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1962  *                                          sched-out Z
1963  *                                          sched-in X
1964  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1965  *
1966  *                    UNLOCK X->pi_lock
1967  *   UNLOCK rq(0)->lock
1968  *
1969  *
1970  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1971  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
1972  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
1973  */
1974
1975 /**
1976  * try_to_wake_up - wake up a thread
1977  * @p: the thread to be awakened
1978  * @state: the mask of task states that can be woken
1979  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1980  *
1981  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1982  *
1983  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1984  *
1985  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1986  * set_current_state().
1987  *
1988  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
1989  * state; see set_current_state().
1990  *
1991  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1992  *         %false otherwise.
1993  */
1994 static int
1995 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1996 {
1997         unsigned long flags;
1998         int cpu, success = 0;
1999
2000         /*
2001          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2002          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2003          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2004          * set_current_state() the waiting thread does.
2005          */
2006         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2007         smp_mb__after_spinlock();
2008         if (!(p->state & state))
2009                 goto out;
2010
2011         trace_sched_waking(p);
2012
2013         /* We're going to change ->state: */
2014         success = 1;
2015         cpu = task_cpu(p);
2016
2017         /*
2018          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2019          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2020          * in smp_cond_load_acquire() below.
2021          *
2022          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2023          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2024          *   UNLOCK rq->lock
2025          *
2026          * __schedule() (switch to task 'p')
2027          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2028          *   smp_mb__after_spinlock();
2029          *   UNLOCK rq->lock
2030          *
2031          * [task p]
2032          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2033          *
2034          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2035          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2036          */
2037         smp_rmb();
2038         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2039                 goto stat;
2040
2041 #ifdef CONFIG_SMP
2042         /*
2043          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2044          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2045          *
2046          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2047          * from the runqueue.
2048          *
2049          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2050          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2051          *   UNLOCK rq->lock
2052          *
2053          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2054          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2055          *   smp_mb__after_spinlock();
2056          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2057          *
2058          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2059          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2060          */
2061         smp_rmb();
2062
2063         /*
2064          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2065          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2066          *
2067          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2068          *
2069          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2070          * their previous state and preserve Program Order.
2071          */
2072         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2073
2074         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2075         p->state = TASK_WAKING;
2076
2077         if (p->in_iowait) {
2078                 delayacct_blkio_end(p);
2079                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2080         }
2081
2082         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2083         if (task_cpu(p) != cpu) {
2084                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2085                 psi_ttwu_dequeue(p);
2086                 set_task_cpu(p, cpu);
2087         }
2088
2089 #else /* CONFIG_SMP */
2090
2091         if (p->in_iowait) {
2092                 delayacct_blkio_end(p);
2093                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2094         }
2095
2096 #endif /* CONFIG_SMP */
2097
2098         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2099 stat:
2100         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2101 out:
2102         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2103
2104         return success;
2105 }
2106
2107 /**
2108  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2109  * @p: the thread to be awakened
2110  * @rf: request-queue flags for pinning
2111  *
2112  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2113  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2114  * the current task.
2115  */
2116 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2117 {
2118         struct rq *rq = task_rq(p);
2119
2120         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2121             WARN_ON_ONCE(p == current))
2122                 return;
2123
2124         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2125
2126         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2127                 /*
2128                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2129                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2130                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2131                  * not yet picked a replacement task.
2132                  */
2133                 rq_unlock(rq, rf);
2134                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2135                 rq_relock(rq, rf);
2136         }
2137
2138         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2139                 goto out;
2140
2141         trace_sched_waking(p);
2142
2143         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2144                 if (p->in_iowait) {
2145                         delayacct_blkio_end(p);
2146                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2147                 }
2148                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2149         }
2150
2151         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2152         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2153 out:
2154         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2155 }
2156
2157 /**
2158  * wake_up_process - Wake up a specific process
2159  * @p: The process to be woken up.
2160  *
2161  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2162  * processes.
2163  *
2164  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2165  *
2166  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2167  */
2168 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2169 {
2170         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2171 }
2172 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2173
2174 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2175 {
2176         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2181  * p is forked by current.
2182  *
2183  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2184  */
2185 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2186 {
2187         p->on_rq                        = 0;
2188
2189         p->se.on_rq                     = 0;
2190         p->se.exec_start                = 0;
2191         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2192         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2193         p->se.nr_migrations             = 0;
2194         p->se.vruntime                  = 0;
2195         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2196
2197 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2198         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2199 #endif
2200
2201 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2202         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2203         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2204 #endif
2205
2206         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2207         init_dl_task_timer(&p->dl);
2208         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2209         __dl_clear_params(p);
2210
2211         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2212         p->rt.timeout           = 0;
2213         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2214         p->rt.on_rq             = 0;
2215         p->rt.on_list           = 0;
2216
2217 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2218         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2219 #endif
2220
2221         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2222 }
2223
2224 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2225
2226 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2227
2228 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2229 {
2230         if (enabled)
2231                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2232         else
2233                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2234 }
2235
2236 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2237 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2238                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2239 {
2240         struct ctl_table t;
2241         int err;
2242         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2243
2244         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2245                 return -EPERM;
2246
2247         t = *table;
2248         t.data = &state;
2249         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2250         if (err < 0)
2251                 return err;
2252         if (write)
2253                 set_numabalancing_state(state);
2254         return err;
2255 }
2256 #endif
2257 #endif
2258
2259 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2260
2261 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2262 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2263
2264 static void set_schedstats(bool enabled)
2265 {
2266         if (enabled)
2267                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2268         else
2269                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2270 }
2271
2272 void force_schedstat_enabled(void)
2273 {
2274         if (!schedstat_enabled()) {
2275                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2276                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2277         }
2278 }
2279
2280 static int __init setup_schedstats(char *str)
2281 {
2282         int ret = 0;
2283         if (!str)
2284                 goto out;
2285
2286         /*
2287          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2288          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2289          * variable so init_schedstats() can do it later.
2290          */
2291         if (!strcmp(str, "enable")) {
2292                 __sched_schedstats = true;
2293                 ret = 1;
2294         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2295                 __sched_schedstats = false;
2296                 ret = 1;
2297         }
2298 out:
2299         if (!ret)
2300                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2301
2302         return ret;
2303 }
2304 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2305
2306 static void __init init_schedstats(void)
2307 {
2308         set_schedstats(__sched_schedstats);
2309 }
2310
2311 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2312 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2313                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2314 {
2315         struct ctl_table t;
2316         int err;
2317         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2318
2319         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2320                 return -EPERM;
2321
2322         t = *table;
2323         t.data = &state;
2324         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2325         if (err < 0)
2326                 return err;
2327         if (write)
2328                 set_schedstats(state);
2329         return err;
2330 }
2331 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2332 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2333 static inline void init_schedstats(void) {}
2334 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2335
2336 /*
2337  * fork()/clone()-time setup:
2338  */
2339 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2340 {
2341         unsigned long flags;
2342
2343         __sched_fork(clone_flags, p);
2344         /*
2345          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2346          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2347          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2348          */
2349         p->state = TASK_NEW;
2350
2351         /*
2352          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2353          */
2354         p->prio = current->normal_prio;
2355
2356         /*
2357          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2358          */
2359         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2360                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2361                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2362                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2363                         p->rt_priority = 0;
2364                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2365                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2366
2367                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2368                 set_load_weight(p, false);
2369
2370                 /*
2371                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2372                  * fulfilled its duty:
2373                  */
2374                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2375         }
2376
2377         if (dl_prio(p->prio))
2378                 return -EAGAIN;
2379         else if (rt_prio(p->prio))
2380                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2381         else
2382                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2383
2384         init_entity_runnable_average(&p->se);
2385
2386         /*
2387          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2388          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2389          * is ran before sched_fork().
2390          *
2391          * Silence PROVE_RCU.
2392          */
2393         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2394         /*
2395          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2396          * so use __set_task_cpu().
2397          */
2398         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2399         if (p->sched_class->task_fork)
2400                 p->sched_class->task_fork(p);
2401         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2402
2403 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2404         if (likely(sched_info_on()))
2405                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2406 #endif
2407 #if defined(CONFIG_SMP)
2408         p->on_cpu = 0;
2409 #endif
2410         init_task_preempt_count(p);
2411 #ifdef CONFIG_SMP
2412         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2413         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2414 #endif
2415         return 0;
2416 }
2417
2418 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2419 {
2420         if (runtime == RUNTIME_INF)
2421                 return BW_UNIT;
2422
2423         /*
2424          * Doing this here saves a lot of checks in all
2425          * the calling paths, and returning zero seems
2426          * safe for them anyway.
2427          */
2428         if (period == 0)
2429                 return 0;
2430
2431         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2436  *
2437  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2438  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2439  * on the runqueue and wakes it.
2440  */
2441 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2442 {
2443         struct rq_flags rf;
2444         struct rq *rq;
2445
2446         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2447         p->state = TASK_RUNNING;
2448 #ifdef CONFIG_SMP
2449         /*
2450          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2451          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2452          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2453          *
2454          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2455          * as we're not fully set-up yet.
2456          */
2457         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2458         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2459 #endif
2460         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2461         update_rq_clock(rq);
2462         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2463
2464         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2465         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2466         trace_sched_wakeup_new(p);
2467         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2468 #ifdef CONFIG_SMP
2469         if (p->sched_class->task_woken) {
2470                 /*
2471                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2472                  * drop it.
2473                  */
2474                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2475                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2476                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2477         }
2478 #endif
2479         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2480 }
2481
2482 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2483
2484 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2485
2486 void preempt_notifier_inc(void)
2487 {
2488         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2489 }
2490 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2491
2492 void preempt_notifier_dec(void)
2493 {
2494         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2495 }
2496 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2497
2498 /**
2499  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2500  * @notifier: notifier struct to register
2501  */
2502 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2503 {
2504         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2505                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2506
2507         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2508 }
2509 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2510
2511 /**
2512  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2513  * @notifier: notifier struct to unregister
2514  *
2515  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2516  */
2517 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2518 {
2519         hlist_del(&notifier->link);
2520 }
2521 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2522
2523 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2524 {
2525         struct preempt_notifier *notifier;
2526
2527         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2528                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2529 }
2530
2531 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2532 {
2533         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2534                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2535 }
2536
2537 static void
2538 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2539                                    struct task_struct *next)
2540 {
2541         struct preempt_notifier *notifier;
2542
2543         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2544                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2545 }
2546
2547 static __always_inline void
2548 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2549                                  struct task_struct *next)
2550 {
2551         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2552                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2553 }
2554
2555 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2556
2557 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2558 {
2559 }
2560
2561 static inline void
2562 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2563                                  struct task_struct *next)
2564 {
2565 }
2566
2567 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2568
2569 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2570 {
2571 #ifdef CONFIG_SMP
2572         /*
2573          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2574          * such that any running task will have this set.
2575          */
2576         next->on_cpu = 1;
2577 #endif
2578 }
2579
2580 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2581 {
2582 #ifdef CONFIG_SMP
2583         /*
2584          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2585          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2586          * finished.
2587          *
2588          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2589          * happen before this.
2590          *
2591          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2592          */
2593         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2594 #endif
2595 }
2596
2597 static inline void
2598 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2599 {
2600         /*
2601          * Since the runqueue lock will be released by the next
2602          * task (which is an invalid locking op but in the case
2603          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2604          * do an early lockdep release here:
2605          */
2606         rq_unpin_lock(rq, rf);
2607         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2608 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2609         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2610         rq->lock.owner = next;
2611 #endif
2612 }
2613
2614 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2615 {
2616         /*
2617          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2618          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2619          * prev into current:
2620          */
2621         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2622         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2623 }
2624
2625 /*
2626  * NOP if the arch has not defined these:
2627  */
2628
2629 #ifndef prepare_arch_switch
2630 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2631 #endif
2632
2633 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2634 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2635 #endif
2636
2637 /**
2638  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2639  * @rq: the runqueue preparing to switch
2640  * @prev: the current task that is being switched out
2641  * @next: the task we are going to switch to.
2642  *
2643  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2644  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2645  * switch.
2646  *
2647  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2648  * hooks.
2649  */
2650 static inline void
2651 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2652                     struct task_struct *next)
2653 {
2654         kcov_prepare_switch(prev);
2655         sched_info_switch(rq, prev, next);
2656         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2657         rseq_preempt(prev);
2658         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2659         prepare_task(next);
2660         prepare_arch_switch(next);
2661 }
2662
2663 /**
2664  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2665  * @prev: the thread we just switched away from.
2666  *
2667  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2668  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2669  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2670  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2671  *
2672  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2673  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2674  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2675  * details.)
2676  *
2677  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2678  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2679  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2680  * because prev may have moved to another CPU.
2681  */
2682 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2683         __releases(rq->lock)
2684 {
2685         struct rq *rq = this_rq();
2686         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2687         long prev_state;
2688
2689         /*
2690          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2691          * because it left us after:
2692          *
2693          *      schedule()
2694          *        preempt_disable();                    // 1
2695          *        __schedule()
2696          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2697          *
2698          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2699          */
2700         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2701                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2702                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2703                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2704
2705         rq->prev_mm = NULL;
2706
2707         /*
2708          * A task struct has one reference for the use as "current".
2709          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2710          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2711          * the scheduled task must drop that reference.
2712          *
2713          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2714          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2715          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2716          * transition, resulting in a double drop.
2717          */
2718         prev_state = prev->state;
2719         vtime_task_switch(prev);
2720         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2721         finish_task(prev);
2722         finish_lock_switch(rq);
2723         finish_arch_post_lock_switch();
2724         kcov_finish_switch(current);
2725
2726         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2727         /*
2728          * When switching through a kernel thread, the loop in
2729          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2730          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2731          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2732          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2733          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2734          *
2735          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2736          *   provided by mmdrop(),
2737          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2738          */
2739         if (mm) {
2740                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2741                 mmdrop(mm);
2742         }
2743         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2744                 if (prev->sched_class->task_dead)
2745                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2746
2747                 /*
2748                  * Remove function-return probe instances associated with this
2749                  * task and put them back on the free list.
2750                  */
2751                 kprobe_flush_task(prev);
2752
2753                 /* Task is done with its stack. */
2754                 put_task_stack(prev);
2755
2756                 put_task_struct(prev);
2757         }
2758
2759         tick_nohz_task_switch();
2760         return rq;
2761 }
2762
2763 #ifdef CONFIG_SMP
2764
2765 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2766 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2767 {
2768         struct callback_head *head, *next;
2769         void (*func)(struct rq *rq);
2770         unsigned long flags;
2771
2772         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2773         head = rq->balance_callback;
2774         rq->balance_callback = NULL;
2775         while (head) {
2776                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2777                 next = head->next;
2778                 head->next = NULL;
2779                 head = next;
2780
2781                 func(rq);
2782         }
2783         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2784 }
2785
2786 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2787 {
2788         if (unlikely(rq->balance_callback))
2789                 __balance_callback(rq);
2790 }
2791
2792 #else
2793
2794 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2795 {
2796 }
2797
2798 #endif
2799
2800 /**
2801  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2802  * @prev: the thread we just switched away from.
2803  */
2804 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2805         __releases(rq->lock)
2806 {
2807         struct rq *rq;
2808
2809         /*
2810          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2811          * finish_task_switch() for details.
2812          *
2813          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2814          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2815          * PREEMPT_COUNT kernels).
2816          */
2817
2818         rq = finish_task_switch(prev);
2819         balance_callback(rq);
2820         preempt_enable();
2821
2822         if (current->set_child_tid)
2823                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2824
2825         calculate_sigpending();
2826 }
2827
2828 /*
2829  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2830  */
2831 static __always_inline struct rq *
2832 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2833                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2834 {
2835         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2836
2837         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2838
2839         mm = next->mm;
2840         oldmm = prev->active_mm;
2841         /*
2842          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2843          * combine the page table reload and the switch backend into
2844          * one hypercall.
2845          */
2846         arch_start_context_switch(prev);
2847
2848         /*
2849          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2850          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2851          * Both of these contain the full memory barrier required by
2852          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2853          * user-space.
2854          */
2855         if (!mm) {
2856                 next->active_mm = oldmm;
2857                 mmgrab(oldmm);
2858                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2859         } else
2860                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2861
2862         if (!prev->mm) {
2863                 prev->active_mm = NULL;
2864                 rq->prev_mm = oldmm;
2865         }
2866
2867         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2868
2869         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2870
2871         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2872         switch_to(prev, next, prev);
2873         barrier();
2874
2875         return finish_task_switch(prev);
2876 }
2877
2878 /*
2879  * nr_running and nr_context_switches:
2880  *
2881  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2882  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2883  */
2884 unsigned long nr_running(void)
2885 {
2886         unsigned long i, sum = 0;
2887
2888         for_each_online_cpu(i)
2889                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2890
2891         return sum;
2892 }
2893
2894 /*
2895  * Check if only the current task is running on the CPU.
2896  *
2897  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2898  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2899  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2900  *
2901  * - from a non-preemptible section (of course)
2902  *
2903  * - from a thread that is bound to a single CPU
2904  *
2905  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2906  */
2907 bool single_task_running(void)
2908 {
2909         return raw_rq()->nr_running == 1;
2910 }
2911 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2912
2913 unsigned long long nr_context_switches(void)
2914 {
2915         int i;
2916         unsigned long long sum = 0;
2917
2918         for_each_possible_cpu(i)
2919                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2920
2921         return sum;
2922 }
2923
2924 /*
2925  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
2926  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
2927  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
2928  * it does become runnable.
2929  */
2930
2931 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2932 {
2933         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2938  *
2939  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2940  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2941  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2942  *
2943  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2944  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2945  * running and we'd not be idle.
2946  *
2947  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2948  * is broken.
2949  *
2950  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2951  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2952  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2953  * utilising both CPUs.
2954  *
2955  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2956  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2957  *
2958  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2959  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2960  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2961  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2962  *
2963  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2964  */
2965
2966 unsigned long nr_iowait(void)
2967 {
2968         unsigned long i, sum = 0;
2969
2970         for_each_possible_cpu(i)
2971                 sum += nr_iowait_cpu(i);
2972
2973         return sum;
2974 }
2975
2976 #ifdef CONFIG_SMP
2977
2978 /*
2979  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2980  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2981  */
2982 void sched_exec(void)
2983 {
2984         struct task_struct *p = current;
2985         unsigned long flags;
2986         int dest_cpu;
2987
2988         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2989         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2990         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2991                 goto unlock;
2992
2993         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2994                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2995
2996                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2997                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2998                 return;
2999         }
3000 unlock:
3001         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3002 }
3003
3004 #endif
3005
3006 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3007 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3008
3009 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3010 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3011
3012 /*
3013  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3014  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3015  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3016  * Prefetching this data results in improved performance.
3017  */
3018 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3019 {
3020 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3021         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3022 #else
3023         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3024 #endif
3025         prefetch(curr);
3026         prefetch(&curr->exec_start);
3027 }
3028
3029 /*
3030  * Return accounted runtime for the task.
3031  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3032  * pending runtime that have not been accounted yet.
3033  */
3034 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3035 {
3036         struct rq_flags rf;
3037         struct rq *rq;
3038         u64 ns;
3039
3040 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3041         /*
3042          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3043          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3044          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3045          *
3046          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3047          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3048          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3049          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3050          * been accounted, so we're correct here as well.
3051          */
3052         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3053                 return p->se.sum_exec_runtime;
3054 #endif
3055
3056         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3057         /*
3058          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3059          * project cycles that may never be accounted to this
3060          * thread, breaking clock_gettime().
3061          */
3062         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3063                 prefetch_curr_exec_start(p);
3064                 update_rq_clock(rq);
3065                 p->sched_class->update_curr(rq);
3066         }
3067         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3068         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3069
3070         return ns;
3071 }
3072
3073 /*
3074  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3075  * We call it with interrupts disabled.
3076  */
3077 void scheduler_tick(void)
3078 {
3079         int cpu = smp_processor_id();
3080         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3081         struct task_struct *curr = rq->curr;
3082         struct rq_flags rf;
3083
3084         sched_clock_tick();
3085
3086         rq_lock(rq, &rf);
3087
3088         update_rq_clock(rq);
3089         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3090         cpu_load_update_active(rq);
3091         calc_global_load_tick(rq);
3092         psi_task_tick(rq);
3093
3094         rq_unlock(rq, &rf);
3095
3096         perf_event_task_tick();
3097
3098 #ifdef CONFIG_SMP
3099         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3100         trigger_load_balance(rq);
3101 #endif
3102 }
3103
3104 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3105
3106 struct tick_work {
3107         int                     cpu;
3108         struct delayed_work     work;
3109 };
3110
3111 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3112
3113 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3114 {
3115         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3116         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3117         int cpu = twork->cpu;
3118         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3119         struct task_struct *curr;
3120         struct rq_flags rf;
3121         u64 delta;
3122
3123         /*
3124          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3125          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3126          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3127          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3128          * of when exactly it is running.
3129          */
3130         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3131                 goto out_requeue;
3132
3133         rq_lock_irq(rq, &rf);
3134         curr = rq->curr;
3135         if (is_idle_task(curr))
3136                 goto out_unlock;
3137
3138         update_rq_clock(rq);
3139         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3140
3141         /*
3142          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3143          * amount of time.
3144          */
3145         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3146         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3147
3148 out_unlock:
3149         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3150
3151 out_requeue:
3152         /*
3153          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3154          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3155          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3156          */
3157         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3158 }
3159
3160 static void sched_tick_start(int cpu)
3161 {
3162         struct tick_work *twork;
3163
3164         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3165                 return;
3166
3167         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3168
3169         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3170         twork->cpu = cpu;
3171         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3172         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3173 }
3174
3175 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3176 static void sched_tick_stop(int cpu)
3177 {
3178         struct tick_work *twork;
3179
3180         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3181                 return;
3182
3183         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3184
3185         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3186         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3187 }
3188 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3189
3190 int __init sched_tick_offload_init(void)
3191 {
3192         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3193         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3194
3195         return 0;
3196 }
3197
3198 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3199 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3200 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3201 #endif
3202
3203 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3204                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3205 /*
3206  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3207  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3208  */
3209 static inline void preempt_latency_start(int val)
3210 {
3211         if (preempt_count() == val) {
3212                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3213 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3214                 current->preempt_disable_ip = ip;
3215 #endif
3216                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3217         }
3218 }
3219
3220 void preempt_count_add(int val)
3221 {
3222 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3223         /*
3224          * Underflow?
3225          */
3226         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3227                 return;
3228 #endif
3229         __preempt_count_add(val);
3230 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3231         /*
3232          * Spinlock count overflowing soon?
3233          */
3234         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3235                                 PREEMPT_MASK - 10);
3236 #endif
3237         preempt_latency_start(val);
3238 }
3239 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3240 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3241
3242 /*
3243  * If the value passed in equals to the current preempt count
3244  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3245  */
3246 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3247 {
3248         if (preempt_count() == val)
3249                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3250 }
3251
3252 void preempt_count_sub(int val)
3253 {
3254 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3255         /*
3256          * Underflow?
3257          */
3258         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3259                 return;
3260         /*
3261          * Is the spinlock portion underflowing?
3262          */
3263         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3264                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3265                 return;
3266 #endif
3267
3268         preempt_latency_stop(val);
3269         __preempt_count_sub(val);
3270 }
3271 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3272 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3273
3274 #else
3275 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3276 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3277 #endif
3278
3279 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3280 {
3281 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3282         return p->preempt_disable_ip;
3283 #else
3284         return 0;
3285 #endif
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Print scheduling while atomic bug:
3290  */
3291 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3292 {
3293         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3294         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3295
3296         if (oops_in_progress)
3297                 return;
3298
3299         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3300                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3301
3302         debug_show_held_locks(prev);
3303         print_modules();
3304         if (irqs_disabled())
3305                 print_irqtrace_events(prev);
3306         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3307             && in_atomic_preempt_off()) {
3308                 pr_err("Preemption disabled at:");
3309                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3310                 pr_cont("\n");
3311         }
3312         if (panic_on_warn)
3313                 panic("scheduling while atomic\n");
3314
3315         dump_stack();
3316         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3317 }
3318
3319 /*
3320  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3321  */
3322 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3323 {
3324 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3325         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3326                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3327 #endif
3328
3329         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3330                 __schedule_bug(prev);
3331                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3332         }
3333         rcu_sleep_check();
3334
3335         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3336
3337         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3338 }
3339
3340 /*
3341  * Pick up the highest-prio task:
3342  */
3343 static inline struct task_struct *
3344 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3345 {
3346         const struct sched_class *class;
3347         struct task_struct *p;
3348
3349         /*
3350          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3351          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3352          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3353          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3354          */
3355         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3356                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3357                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3358
3359                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3360                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3361                         goto again;
3362
3363                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3364                 if (unlikely(!p))
3365                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3366
3367                 return p;
3368         }
3369
3370 again:
3371         for_each_class(class) {
3372                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3373                 if (p) {
3374                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3375                                 goto again;
3376                         return p;
3377                 }
3378         }
3379
3380         /* The idle class should always have a runnable task: */
3381         BUG();
3382 }
3383
3384 /*
3385  * __schedule() is the main scheduler function.
3386  *
3387  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3388  *
3389  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3390  *
3391  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3392  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3393  *
3394  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3395  *      interrupt handler scheduler_tick().
3396  *
3397  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3398  *      task to the run-queue and that's it.
3399  *
3400  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3401  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3402  *      called on the nearest possible occasion:
3403  *
3404  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3405  *
3406  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3407  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3408  *           spin_unlock()!)
3409  *
3410  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3411  *           preemptible context
3412  *
3413  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3414  *         then at the next:
3415  *
3416  *          - cond_resched() call
3417  *          - explicit schedule() call
3418  *          - return from syscall or exception to user-space
3419  *          - return from interrupt-handler to user-space
3420  *
3421  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3422  */
3423 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3424 {
3425         struct task_struct *prev, *next;
3426         unsigned long *switch_count;
3427         struct rq_flags rf;
3428         struct rq *rq;
3429         int cpu;
3430
3431         cpu = smp_processor_id();
3432         rq = cpu_rq(cpu);
3433         prev = rq->curr;
3434
3435         schedule_debug(prev);
3436
3437         if (sched_feat(HRTICK))
3438                 hrtick_clear(rq);
3439
3440         local_irq_disable();
3441         rcu_note_context_switch(preempt);
3442
3443         /*
3444          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3445          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3446          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3447          *
3448          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3449          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3450          */
3451         rq_lock(rq, &rf);
3452         smp_mb__after_spinlock();
3453
3454         /* Promote REQ to ACT */
3455         rq->clock_update_flags <<= 1;
3456         update_rq_clock(rq);
3457
3458         switch_count = &prev->nivcsw;
3459         if (!preempt && prev->state) {
3460                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
3461                         prev->state = TASK_RUNNING;
3462                 } else {
3463                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3464                         prev->on_rq = 0;
3465
3466                         if (prev->in_iowait) {
3467                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3468                                 delayacct_blkio_start();
3469                         }
3470
3471                         /*
3472                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3473                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3474                          * concurrency.
3475                          */
3476                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3477                                 struct task_struct *to_wakeup;
3478
3479                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3480                                 if (to_wakeup)
3481                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3482                         }
3483                 }
3484                 switch_count = &prev->nvcsw;
3485         }
3486
3487         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3488         clear_tsk_need_resched(prev);
3489         clear_preempt_need_resched();
3490
3491         if (likely(prev != next)) {
3492                 rq->nr_switches++;
3493                 rq->curr = next;
3494                 /*
3495                  * The membarrier system call requires each architecture
3496                  * to have a full memory barrier after updating
3497                  * rq->curr, before returning to user-space.
3498                  *
3499                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3500                  * various architectures:
3501                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3502                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3503                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3504                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3505                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3506                  *   is a RELEASE barrier),
3507                  */
3508                 ++*switch_count;
3509
3510                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3511
3512                 /* Also unlocks the rq: */
3513                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3514         } else {
3515                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3516                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3517         }
3518
3519         balance_callback(rq);
3520 }
3521
3522 void __noreturn do_task_dead(void)
3523 {
3524         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3525         set_special_state(TASK_DEAD);
3526
3527         /* Tell freezer to ignore us: */
3528         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3529
3530         __schedule(false);
3531         BUG();
3532
3533         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3534         for (;;)
3535                 cpu_relax();
3536 }
3537
3538 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3539 {
3540         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3541                 return;
3542         /*
3543          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3544          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3545          */
3546         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3547                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3548 }
3549
3550 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3551 {
3552         struct task_struct *tsk = current;
3553
3554         sched_submit_work(tsk);
3555         do {
3556                 preempt_disable();
3557                 __schedule(false);
3558                 sched_preempt_enable_no_resched();
3559         } while (need_resched());
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3562
3563 /*
3564  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3565  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3566  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3567  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3568  * (schedule out non-voluntarily).
3569  *
3570  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3571  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3572  */
3573 void __sched schedule_idle(void)
3574 {
3575         /*
3576          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3577          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3578          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3579          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3580          * TASK_RUNNING state.
3581          */
3582         WARN_ON_ONCE(current->state);
3583         do {
3584                 __schedule(false);
3585         } while (need_resched());
3586 }
3587
3588 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3589 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3590 {
3591         /*
3592          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3593          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3594          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3595          * we find a better solution.
3596          *
3597          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3598          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3599          * too frequently to make sense yet.
3600          */
3601         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3602         schedule();
3603         exception_exit(prev_state);
3604 }
3605 #endif
3606
3607 /**
3608  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3609  *
3610  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3611  */
3612 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3613 {
3614         sched_preempt_enable_no_resched();
3615         schedule();
3616         preempt_disable();
3617 }
3618
3619 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3620 {
3621         do {
3622                 /*
3623                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3624                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3625                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3626                  * by the function tracer will call this function again and
3627                  * cause infinite recursion.
3628                  *
3629                  * Preemption must be disabled here before the function
3630                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3631                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3632                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3633                  * which can also be traced by the function tracer.
3634                  */
3635                 preempt_disable_notrace();
3636                 preempt_latency_start(1);
3637                 __schedule(true);
3638                 preempt_latency_stop(1);
3639                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3640
3641                 /*
3642</