211890edf37e48feefea9f3f1166a3ba2c58270b
[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/kthread.h>
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <asm/switch_to.h>
14 #include <asm/tlb.h>
15
16 #include "../workqueue_internal.h"
17 #include "../smpboot.h"
18
19 #define CREATE_TRACE_POINTS
20 #include <trace/events/sched.h>
21
22 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
23
24 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
25 /*
26  * Debugging: various feature bits
27  *
28  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
29  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
30  * at compile time and compiler optimization based on features default.
31  */
32 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
33         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
34 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
35 #include "features.h"
36         0;
37 #undef SCHED_FEAT
38 #endif
39
40 /*
41  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
42  * Limited because this is done with IRQs disabled.
43  */
44 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
45
46 /*
47  * period over which we average the RT time consumption, measured
48  * in ms.
49  *
50  * default: 1s
51  */
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
53
54 /*
55  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
56  * default: 1s
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
59
60 __read_mostly int scheduler_running;
61
62 /*
63  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
64  * default: 0.95s
65  */
66 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
67
68 /*
69  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
70  */
71 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
72         __acquires(rq->lock)
73 {
74         struct rq *rq;
75
76         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
77
78         for (;;) {
79                 rq = task_rq(p);
80                 raw_spin_lock(&rq->lock);
81                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
82                         rq_pin_lock(rq, rf);
83                         return rq;
84                 }
85                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
86
87                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
88                         cpu_relax();
89         }
90 }
91
92 /*
93  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
94  */
95 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
96         __acquires(p->pi_lock)
97         __acquires(rq->lock)
98 {
99         struct rq *rq;
100
101         for (;;) {
102                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
103                 rq = task_rq(p);
104                 raw_spin_lock(&rq->lock);
105                 /*
106                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
107                  *
108                  *      ACQUIRE (rq->lock)
109                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
110                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
111                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
112                  *                                      [L] ->on_rq
113                  *      RELEASE (rq->lock)
114                  *
115                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock, the acquire of
116                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
117                  *
118                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
119                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
120                  */
121                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
122                         rq_pin_lock(rq, rf);
123                         return rq;
124                 }
125                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
126                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
127
128                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
129                         cpu_relax();
130         }
131 }
132
133 /*
134  * RQ-clock updating methods:
135  */
136
137 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
138 {
139 /*
140  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
141  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
142  */
143 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
144         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
145 #endif
146 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
147         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
148
149         /*
150          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
151          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
152          * {soft,}irq region.
153          *
154          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
155          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
156          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
157          * monotonic.
158          *
159          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
160          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
161          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
162          * atomic ops.
163          */
164         if (irq_delta > delta)
165                 irq_delta = delta;
166
167         rq->prev_irq_time += irq_delta;
168         delta -= irq_delta;
169 #endif
170 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
171         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
172                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
173                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
174
175                 if (unlikely(steal > delta))
176                         steal = delta;
177
178                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
179                 delta -= steal;
180         }
181 #endif
182
183         rq->clock_task += delta;
184
185 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
186         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
187                 sched_rt_avg_update(rq, irq_delta + steal);
188 #endif
189 }
190
191 void update_rq_clock(struct rq *rq)
192 {
193         s64 delta;
194
195         lockdep_assert_held(&rq->lock);
196
197         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
198                 return;
199
200 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
201         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
202                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
203         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
204 #endif
205
206         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
207         if (delta < 0)
208                 return;
209         rq->clock += delta;
210         update_rq_clock_task(rq, delta);
211 }
212
213
214 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
215 /*
216  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
217  */
218
219 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
220 {
221         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
222                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
223 }
224
225 /*
226  * High-resolution timer tick.
227  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
228  */
229 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
230 {
231         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
232         struct rq_flags rf;
233
234         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
235
236         rq_lock(rq, &rf);
237         update_rq_clock(rq);
238         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
239         rq_unlock(rq, &rf);
240
241         return HRTIMER_NORESTART;
242 }
243
244 #ifdef CONFIG_SMP
245
246 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
247 {
248         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
249
250         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
251 }
252
253 /*
254  * called from hardirq (IPI) context
255  */
256 static void __hrtick_start(void *arg)
257 {
258         struct rq *rq = arg;
259         struct rq_flags rf;
260
261         rq_lock(rq, &rf);
262         __hrtick_restart(rq);
263         rq->hrtick_csd_pending = 0;
264         rq_unlock(rq, &rf);
265 }
266
267 /*
268  * Called to set the hrtick timer state.
269  *
270  * called with rq->lock held and irqs disabled
271  */
272 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
273 {
274         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
275         ktime_t time;
276         s64 delta;
277
278         /*
279          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
280          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
281          */
282         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
283         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
284
285         hrtimer_set_expires(timer, time);
286
287         if (rq == this_rq()) {
288                 __hrtick_restart(rq);
289         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
290                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
291                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
292         }
293 }
294
295 #else
296 /*
297  * Called to set the hrtick timer state.
298  *
299  * called with rq->lock held and irqs disabled
300  */
301 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
302 {
303         /*
304          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
305          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
306          */
307         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
308         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
309                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
310 }
311 #endif /* CONFIG_SMP */
312
313 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
314 {
315 #ifdef CONFIG_SMP
316         rq->hrtick_csd_pending = 0;
317
318         rq->hrtick_csd.flags = 0;
319         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
320         rq->hrtick_csd.info = rq;
321 #endif
322
323         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
324         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
325 }
326 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
327 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
328 {
329 }
330
331 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
332 {
333 }
334 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
335
336 /*
337  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
338  */
339 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
340         ({                                                              \
341                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
342                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
343                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
344                                                                         \
345                 for (;;) {                                              \
346                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
347                         if (_old == _val)                               \
348                                 break;                                  \
349                         _val = _old;                                    \
350                 }                                                       \
351         _old;                                                           \
352 })
353
354 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
355 /*
356  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
357  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
358  * spurious IPIs.
359  */
360 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
361 {
362         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
363         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
364 }
365
366 /*
367  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
368  *
369  * If this returns true, then the idle task promises to call
370  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
371  */
372 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
373 {
374         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
375         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
376
377         for (;;) {
378                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
379                         return false;
380                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
381                         return true;
382                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
383                 if (old == val)
384                         break;
385                 val = old;
386         }
387         return true;
388 }
389
390 #else
391 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
392 {
393         set_tsk_need_resched(p);
394         return true;
395 }
396
397 #ifdef CONFIG_SMP
398 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
399 {
400         return false;
401 }
402 #endif
403 #endif
404
405 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
406 {
407         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
408
409         /*
410          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
411          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
412          * wakeup due to that.
413          *
414          * This cmpxchg() implies a full barrier, which pairs with the write
415          * barrier implied by the wakeup in wake_up_q().
416          */
417         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
418                 return;
419
420         get_task_struct(task);
421
422         /*
423          * The head is context local, there can be no concurrency.
424          */
425         *head->lastp = node;
426         head->lastp = &node->next;
427 }
428
429 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
430 {
431         struct wake_q_node *node = head->first;
432
433         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
434                 struct task_struct *task;
435
436                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
437                 BUG_ON(!task);
438                 /* Task can safely be re-inserted now: */
439                 node = node->next;
440                 task->wake_q.next = NULL;
441
442                 /*
443                  * wake_up_process() implies a wmb() to pair with the queueing
444                  * in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
445                  */
446                 wake_up_process(task);
447                 put_task_struct(task);
448         }
449 }
450
451 /*
452  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
453  *
454  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
455  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
456  * the target CPU.
457  */
458 void resched_curr(struct rq *rq)
459 {
460         struct task_struct *curr = rq->curr;
461         int cpu;
462
463         lockdep_assert_held(&rq->lock);
464
465         if (test_tsk_need_resched(curr))
466                 return;
467
468         cpu = cpu_of(rq);
469
470         if (cpu == smp_processor_id()) {
471                 set_tsk_need_resched(curr);
472                 set_preempt_need_resched();
473                 return;
474         }
475
476         if (set_nr_and_not_polling(curr))
477                 smp_send_reschedule(cpu);
478         else
479                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
480 }
481
482 void resched_cpu(int cpu)
483 {
484         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
485         unsigned long flags;
486
487         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
488         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
489                 resched_curr(rq);
490         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
491 }
492
493 #ifdef CONFIG_SMP
494 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
495 /*
496  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
497  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
498  *
499  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
500  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
501  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
502  */
503 int get_nohz_timer_target(void)
504 {
505         int i, cpu = smp_processor_id();
506         struct sched_domain *sd;
507
508         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
509                 return cpu;
510
511         rcu_read_lock();
512         for_each_domain(cpu, sd) {
513                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
514                         if (cpu == i)
515                                 continue;
516
517                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
518                                 cpu = i;
519                                 goto unlock;
520                         }
521                 }
522         }
523
524         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
525                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
526 unlock:
527         rcu_read_unlock();
528         return cpu;
529 }
530
531 /*
532  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
533  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
534  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
535  * idle system the next event might even be infinite time into the
536  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
537  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
538  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
539  * wheel for the next timer event.
540  */
541 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
542 {
543         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
544
545         if (cpu == smp_processor_id())
546                 return;
547
548         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
549                 smp_send_reschedule(cpu);
550         else
551                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
552 }
553
554 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
555 {
556         /*
557          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
558          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
559          * If needed we can still optimize that later with an
560          * empty IRQ.
561          */
562         if (cpu_is_offline(cpu))
563                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
564         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
565                 if (cpu != smp_processor_id() ||
566                     tick_nohz_tick_stopped())
567                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
568                 return true;
569         }
570
571         return false;
572 }
573
574 /*
575  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
576  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
577  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
578  */
579 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
580 {
581         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
582                 wake_up_idle_cpu(cpu);
583 }
584
585 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
586 {
587         int cpu = smp_processor_id();
588
589         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
590                 return false;
591
592         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
593                 return true;
594
595         /*
596          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
597          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
598          */
599         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
600         return false;
601 }
602
603 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
604
605 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
606 {
607         return false;
608 }
609
610 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
611
612 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
613 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
614 {
615         int fifo_nr_running;
616
617         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
618         if (rq->dl.dl_nr_running)
619                 return false;
620
621         /*
622          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
623          * actual RR behaviour.
624          */
625         if (rq->rt.rr_nr_running) {
626                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
627                         return true;
628                 else
629                         return false;
630         }
631
632         /*
633          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
634          * forced preemption between FIFO tasks.
635          */
636         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
637         if (fifo_nr_running)
638                 return true;
639
640         /*
641          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
642          * if there's more than one we need the tick for involuntary
643          * preemption.
644          */
645         if (rq->nr_running > 1)
646                 return false;
647
648         return true;
649 }
650 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
651
652 void sched_avg_update(struct rq *rq)
653 {
654         s64 period = sched_avg_period();
655
656         while ((s64)(rq_clock(rq) - rq->age_stamp) > period) {
657                 /*
658                  * Inline assembly required to prevent the compiler
659                  * optimising this loop into a divmod call.
660                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
661                  */
662                 asm("" : "+rm" (rq->age_stamp));
663                 rq->age_stamp += period;
664                 rq->rt_avg /= 2;
665         }
666 }
667
668 #endif /* CONFIG_SMP */
669
670 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
671                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
672 /*
673  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
674  * node and @up when leaving it for the final time.
675  *
676  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
677  */
678 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
679                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
680 {
681         struct task_group *parent, *child;
682         int ret;
683
684         parent = from;
685
686 down:
687         ret = (*down)(parent, data);
688         if (ret)
689                 goto out;
690         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
691                 parent = child;
692                 goto down;
693
694 up:
695                 continue;
696         }
697         ret = (*up)(parent, data);
698         if (ret || parent == from)
699                 goto out;
700
701         child = parent;
702         parent = parent->parent;
703         if (parent)
704                 goto up;
705 out:
706         return ret;
707 }
708
709 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
710 {
711         return 0;
712 }
713 #endif
714
715 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
716 {
717         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
718         struct load_weight *load = &p->se.load;
719
720         /*
721          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
722          */
723         if (idle_policy(p->policy)) {
724                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
725                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
726                 return;
727         }
728
729         /*
730          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
731          * weight
732          */
733         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
734                 reweight_task(p, prio);
735         } else {
736                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
737                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
738         }
739 }
740
741 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
742 {
743         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
744                 update_rq_clock(rq);
745
746         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
747                 sched_info_queued(rq, p);
748
749         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
750 }
751
752 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
753 {
754         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
755                 update_rq_clock(rq);
756
757         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
758                 sched_info_dequeued(rq, p);
759
760         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
761 }
762
763 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
764 {
765         if (task_contributes_to_load(p))
766                 rq->nr_uninterruptible--;
767
768         enqueue_task(rq, p, flags);
769 }
770
771 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
772 {
773         if (task_contributes_to_load(p))
774                 rq->nr_uninterruptible++;
775
776         dequeue_task(rq, p, flags);
777 }
778
779 /*
780  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
781  */
782 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
783 {
784         return p->static_prio;
785 }
786
787 /*
788  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
789  * without taking RT-inheritance into account. Might be
790  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
791  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
792  * estimator recalculates.
793  */
794 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
795 {
796         int prio;
797
798         if (task_has_dl_policy(p))
799                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
800         else if (task_has_rt_policy(p))
801                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
802         else
803                 prio = __normal_prio(p);
804         return prio;
805 }
806
807 /*
808  * Calculate the current priority, i.e. the priority
809  * taken into account by the scheduler. This value might
810  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
811  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
812  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
813  */
814 static int effective_prio(struct task_struct *p)
815 {
816         p->normal_prio = normal_prio(p);
817         /*
818          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
819          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
820          * to the normal priority:
821          */
822         if (!rt_prio(p->prio))
823                 return p->normal_prio;
824         return p->prio;
825 }
826
827 /**
828  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
829  * @p: the task in question.
830  *
831  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
832  */
833 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
834 {
835         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
836 }
837
838 /*
839  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
840  * use the balance_callback list if you want balancing.
841  *
842  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
843  * balance_callback().
844  */
845 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
846                                        const struct sched_class *prev_class,
847                                        int oldprio)
848 {
849         if (prev_class != p->sched_class) {
850                 if (prev_class->switched_from)
851                         prev_class->switched_from(rq, p);
852
853                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
854         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
855                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
856 }
857
858 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
859 {
860         const struct sched_class *class;
861
862         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
863                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
864         } else {
865                 for_each_class(class) {
866                         if (class == rq->curr->sched_class)
867                                 break;
868                         if (class == p->sched_class) {
869                                 resched_curr(rq);
870                                 break;
871                         }
872                 }
873         }
874
875         /*
876          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
877          * this case, we can save a useless back to back clock update.
878          */
879         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
880                 rq_clock_skip_update(rq);
881 }
882
883 #ifdef CONFIG_SMP
884
885 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
886 {
887         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
888                 return false;
889
890         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
891                 return false;
892
893         return true;
894 }
895
896 /*
897  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
898  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
899  */
900 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
901 {
902         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
903                 return false;
904
905         if (is_per_cpu_kthread(p))
906                 return cpu_online(cpu);
907
908         return cpu_active(cpu);
909 }
910
911 /*
912  * This is how migration works:
913  *
914  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
915  *    stop_one_cpu().
916  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
917  *    off the CPU)
918  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
919  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
920  *    it and puts it into the right queue.
921  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
922  *    is done.
923  */
924
925 /*
926  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
927  *
928  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
929  */
930 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
931                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
932 {
933         lockdep_assert_held(&rq->lock);
934
935         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
936         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
937         set_task_cpu(p, new_cpu);
938         rq_unlock(rq, rf);
939
940         rq = cpu_rq(new_cpu);
941
942         rq_lock(rq, rf);
943         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
944         enqueue_task(rq, p, 0);
945         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
946         check_preempt_curr(rq, p, 0);
947
948         return rq;
949 }
950
951 struct migration_arg {
952         struct task_struct *task;
953         int dest_cpu;
954 };
955
956 /*
957  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
958  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
959  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
960  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
961  *
962  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
963  * as the task is no longer on this CPU.
964  */
965 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
966                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
967 {
968         /* Affinity changed (again). */
969         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
970                 return rq;
971
972         update_rq_clock(rq);
973         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
974
975         return rq;
976 }
977
978 /*
979  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
980  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
981  * 'pushing' onto another runqueue.
982  */
983 static int migration_cpu_stop(void *data)
984 {
985         struct migration_arg *arg = data;
986         struct task_struct *p = arg->task;
987         struct rq *rq = this_rq();
988         struct rq_flags rf;
989
990         /*
991          * The original target CPU might have gone down and we might
992          * be on another CPU but it doesn't matter.
993          */
994         local_irq_disable();
995         /*
996          * We need to explicitly wake pending tasks before running
997          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
998          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
999          */
1000         sched_ttwu_pending();
1001
1002         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1003         rq_lock(rq, &rf);
1004         /*
1005          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1006          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1007          * we're holding p->pi_lock.
1008          */
1009         if (task_rq(p) == rq) {
1010                 if (task_on_rq_queued(p))
1011                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1012                 else
1013                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1014         }
1015         rq_unlock(rq, &rf);
1016         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1017
1018         local_irq_enable();
1019         return 0;
1020 }
1021
1022 /*
1023  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1024  * actually call this function.
1025  */
1026 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1027 {
1028         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1029         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1030 }
1031
1032 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1033 {
1034         struct rq *rq = task_rq(p);
1035         bool queued, running;
1036
1037         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1038
1039         queued = task_on_rq_queued(p);
1040         running = task_current(rq, p);
1041
1042         if (queued) {
1043                 /*
1044                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1045                  * holding rq->lock.
1046                  */
1047                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1048                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1049         }
1050         if (running)
1051                 put_prev_task(rq, p);
1052
1053         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1054
1055         if (queued)
1056                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1057         if (running)
1058                 set_curr_task(rq, p);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1063  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1064  * is removed from the allowed bitmask.
1065  *
1066  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1067  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1068  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1069  */
1070 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1071                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1072 {
1073         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1074         unsigned int dest_cpu;
1075         struct rq_flags rf;
1076         struct rq *rq;
1077         int ret = 0;
1078
1079         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1080         update_rq_clock(rq);
1081
1082         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1083                 /*
1084                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1085                  */
1086                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1087         }
1088
1089         /*
1090          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1091          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1092          */
1093         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1094                 ret = -EINVAL;
1095                 goto out;
1096         }
1097
1098         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1099                 goto out;
1100
1101         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1102                 ret = -EINVAL;
1103                 goto out;
1104         }
1105
1106         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1107
1108         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1109                 /*
1110                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1111                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1112                  */
1113                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1114                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1115                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1116         }
1117
1118         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1119         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1120                 goto out;
1121
1122         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1123         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1124                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1125                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1126                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1127                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1128                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1129                 return 0;
1130         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1131                 /*
1132                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1133                  * afterwards anyway.
1134                  */
1135                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1136         }
1137 out:
1138         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1139
1140         return ret;
1141 }
1142
1143 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1144 {
1145         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1146 }
1147 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1148
1149 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1150 {
1151 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1152         /*
1153          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1154          * ttwu() will sort out the placement.
1155          */
1156         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1157                         !p->on_rq);
1158
1159         /*
1160          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1161          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1162          * time relying on p->on_rq.
1163          */
1164         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1165                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1166                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1167
1168 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1169         /*
1170          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1171          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1172          *
1173          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1174          * see task_group().
1175          *
1176          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1177          * task_rq_lock().
1178          */
1179         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1180                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1181 #endif
1182         /*
1183          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1184          */
1185         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1186 #endif
1187
1188         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1189
1190         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1191                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1192                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1193                 p->se.nr_migrations++;
1194                 perf_event_task_migrate(p);
1195         }
1196
1197         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1198 }
1199
1200 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1201 {
1202         if (task_on_rq_queued(p)) {
1203                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1204                 struct rq_flags srf, drf;
1205
1206                 src_rq = task_rq(p);
1207                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1208
1209                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1210                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1211
1212                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1213                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1214                 set_task_cpu(p, cpu);
1215                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1216                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1217                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1218
1219                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1220                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1221
1222         } else {
1223                 /*
1224                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1225                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1226                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1227                  */
1228                 p->wake_cpu = cpu;
1229         }
1230 }
1231
1232 struct migration_swap_arg {
1233         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1234         int src_cpu, dst_cpu;
1235 };
1236
1237 static int migrate_swap_stop(void *data)
1238 {
1239         struct migration_swap_arg *arg = data;
1240         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1241         int ret = -EAGAIN;
1242
1243         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1244                 return -EAGAIN;
1245
1246         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1247         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1248
1249         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1250                         &arg->dst_task->pi_lock);
1251         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1252
1253         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1254                 goto unlock;
1255
1256         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1257                 goto unlock;
1258
1259         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1260                 goto unlock;
1261
1262         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1263                 goto unlock;
1264
1265         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1266         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1267
1268         ret = 0;
1269
1270 unlock:
1271         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1272         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1273         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1274
1275         return ret;
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Cross migrate two tasks
1280  */
1281 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1282 {
1283         struct migration_swap_arg arg;
1284         int ret = -EINVAL;
1285
1286         arg = (struct migration_swap_arg){
1287                 .src_task = cur,
1288                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1289                 .dst_task = p,
1290                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1291         };
1292
1293         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1294                 goto out;
1295
1296         /*
1297          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1298          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1299          */
1300         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1301                 goto out;
1302
1303         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1304                 goto out;
1305
1306         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1307                 goto out;
1308
1309         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1310         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1311
1312 out:
1313         return ret;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1318  *
1319  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1320  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1321  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1322  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1323  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1324  * @p has remained unscheduled the whole time.
1325  *
1326  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1327  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1328  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1329  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1330  * waiting to become inactive.
1331  */
1332 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1333 {
1334         int running, queued;
1335         struct rq_flags rf;
1336         unsigned long ncsw;
1337         struct rq *rq;
1338
1339         for (;;) {
1340                 /*
1341                  * We do the initial early heuristics without holding
1342                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1343                  * the runqueue lock when things look like they will
1344                  * work out!
1345                  */
1346                 rq = task_rq(p);
1347
1348                 /*
1349                  * If the task is actively running on another CPU
1350                  * still, just relax and busy-wait without holding
1351                  * any locks.
1352                  *
1353                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1354                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1355                  * But we don't care, since "task_running()" will
1356                  * return false if the runqueue has changed and p
1357                  * is actually now running somewhere else!
1358                  */
1359                 while (task_running(rq, p)) {
1360                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1361                                 return 0;
1362                         cpu_relax();
1363                 }
1364
1365                 /*
1366                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1367                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1368                  * just go back and repeat.
1369                  */
1370                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1371                 trace_sched_wait_task(p);
1372                 running = task_running(rq, p);
1373                 queued = task_on_rq_queued(p);
1374                 ncsw = 0;
1375                 if (!match_state || p->state == match_state)
1376                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1377                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1378
1379                 /*
1380                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1381                  */
1382                 if (unlikely(!ncsw))
1383                         break;
1384
1385                 /*
1386                  * Was it really running after all now that we
1387                  * checked with the proper locks actually held?
1388                  *
1389                  * Oops. Go back and try again..
1390                  */
1391                 if (unlikely(running)) {
1392                         cpu_relax();
1393                         continue;
1394                 }
1395
1396                 /*
1397                  * It's not enough that it's not actively running,
1398                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1399                  * preempted!
1400                  *
1401                  * So if it was still runnable (but just not actively
1402                  * running right now), it's preempted, and we should
1403                  * yield - it could be a while.
1404                  */
1405                 if (unlikely(queued)) {
1406                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1407
1408                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1409                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1410                         continue;
1411                 }
1412
1413                 /*
1414                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1415                  * runnable, which means that it will never become
1416                  * running in the future either. We're all done!
1417                  */
1418                 break;
1419         }
1420
1421         return ncsw;
1422 }
1423
1424 /***
1425  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1426  * @p: the to-be-kicked thread
1427  *
1428  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1429  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1430  *
1431  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1432  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1433  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1434  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1435  * achieved as well.
1436  */
1437 void kick_process(struct task_struct *p)
1438 {
1439         int cpu;
1440
1441         preempt_disable();
1442         cpu = task_cpu(p);
1443         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1444                 smp_send_reschedule(cpu);
1445         preempt_enable();
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1448
1449 /*
1450  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1451  *
1452  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1453  *
1454  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1455  *
1456  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1457  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1458  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1459  *    see it.
1460  *
1461  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1462  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1463  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1464  *    off.
1465  *
1466  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1467  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1468  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1469  * to satisfy the above rules.
1470  */
1471 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1472 {
1473         int nid = cpu_to_node(cpu);
1474         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1475         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1476         int dest_cpu;
1477
1478         /*
1479          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1480          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1481          * select the CPU on the other node.
1482          */
1483         if (nid != -1) {
1484                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1485
1486                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1487                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1488                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1489                                 continue;
1490                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1491                                 return dest_cpu;
1492                 }
1493         }
1494
1495         for (;;) {
1496                 /* Any allowed, online CPU? */
1497                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1498                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1499                                 continue;
1500
1501                         goto out;
1502                 }
1503
1504                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1505                 switch (state) {
1506                 case cpuset:
1507                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1508                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1509                                 state = possible;
1510                                 break;
1511                         }
1512                         /* Fall-through */
1513                 case possible:
1514                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1515                         state = fail;
1516                         break;
1517
1518                 case fail:
1519                         BUG();
1520                         break;
1521                 }
1522         }
1523
1524 out:
1525         if (state != cpuset) {
1526                 /*
1527                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1528                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1529                  * leave kernel.
1530                  */
1531                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1532                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1533                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1534                 }
1535         }
1536
1537         return dest_cpu;
1538 }
1539
1540 /*
1541  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1542  */
1543 static inline
1544 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1545 {
1546         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1547
1548         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1549                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1550         else
1551                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1552
1553         /*
1554          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1555          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1556          * CPU.
1557          *
1558          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1559          *
1560          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1561          *   not worry about this generic constraint ]
1562          */
1563         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1564                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1565
1566         return cpu;
1567 }
1568
1569 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1570 {
1571         s64 diff = sample - *avg;
1572         *avg += diff >> 3;
1573 }
1574
1575 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1576 {
1577         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1578         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1579
1580         if (stop) {
1581                 /*
1582                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1583                  * userspace knows about and won't get confused about.
1584                  *
1585                  * Also, it will make PI more or less work without too
1586                  * much confusion -- but then, stop work should not
1587                  * rely on PI working anyway.
1588                  */
1589                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1590
1591                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1592         }
1593
1594         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1595
1596         if (old_stop) {
1597                 /*
1598                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1599                  * it can die in pieces.
1600                  */
1601                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1602         }
1603 }
1604
1605 #else
1606
1607 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1608                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1609 {
1610         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1611 }
1612
1613 #endif /* CONFIG_SMP */
1614
1615 static void
1616 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1617 {
1618         struct rq *rq;
1619
1620         if (!schedstat_enabled())
1621                 return;
1622
1623         rq = this_rq();
1624
1625 #ifdef CONFIG_SMP
1626         if (cpu == rq->cpu) {
1627                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1628                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1629         } else {
1630                 struct sched_domain *sd;
1631
1632                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1633                 rcu_read_lock();
1634                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1635                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1636                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1637                                 break;
1638                         }
1639                 }
1640                 rcu_read_unlock();
1641         }
1642
1643         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1644                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1645 #endif /* CONFIG_SMP */
1646
1647         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1648         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1649
1650         if (wake_flags & WF_SYNC)
1651                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1652 }
1653
1654 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1655 {
1656         activate_task(rq, p, en_flags);
1657         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1658
1659         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1660         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1661                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1666  */
1667 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1668                            struct rq_flags *rf)
1669 {
1670         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1671         p->state = TASK_RUNNING;
1672         trace_sched_wakeup(p);
1673
1674 #ifdef CONFIG_SMP
1675         if (p->sched_class->task_woken) {
1676                 /*
1677                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1678                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1679                  */
1680                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1681                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1682                 rq_repin_lock(rq, rf);
1683         }
1684
1685         if (rq->idle_stamp) {
1686                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1687                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1688
1689                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1690
1691                 if (rq->avg_idle > max)
1692                         rq->avg_idle = max;
1693
1694                 rq->idle_stamp = 0;
1695         }
1696 #endif
1697 }
1698
1699 static void
1700 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1701                  struct rq_flags *rf)
1702 {
1703         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1704
1705         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1706
1707 #ifdef CONFIG_SMP
1708         if (p->sched_contributes_to_load)
1709                 rq->nr_uninterruptible--;
1710
1711         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1712                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1713 #endif
1714
1715         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1716         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1721  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1722  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1723  * the task is still ->on_rq.
1724  */
1725 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1726 {
1727         struct rq_flags rf;
1728         struct rq *rq;
1729         int ret = 0;
1730
1731         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1732         if (task_on_rq_queued(p)) {
1733                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1734                 update_rq_clock(rq);
1735                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1736                 ret = 1;
1737         }
1738         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1739
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 #ifdef CONFIG_SMP
1744 void sched_ttwu_pending(void)
1745 {
1746         struct rq *rq = this_rq();
1747         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1748         struct task_struct *p, *t;
1749         struct rq_flags rf;
1750
1751         if (!llist)
1752                 return;
1753
1754         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1755         update_rq_clock(rq);
1756
1757         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1758                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1759
1760         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1761 }
1762
1763 void scheduler_ipi(void)
1764 {
1765         /*
1766          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1767          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1768          * this IPI.
1769          */
1770         preempt_fold_need_resched();
1771
1772         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1773                 return;
1774
1775         /*
1776          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1777          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1778          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1779          * we do call them.
1780          *
1781          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1782          * properly.
1783          *
1784          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1785          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1786          * somewhat pessimize the simple resched case.
1787          */
1788         irq_enter();
1789         sched_ttwu_pending();
1790
1791         /*
1792          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1793          */
1794         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1795                 this_rq()->idle_balance = 1;
1796                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1797         }
1798         irq_exit();
1799 }
1800
1801 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1802 {
1803         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1804
1805         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1806
1807         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1808                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1809                         smp_send_reschedule(cpu);
1810                 else
1811                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1812         }
1813 }
1814
1815 void wake_up_if_idle(int cpu)
1816 {
1817         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1818         struct rq_flags rf;
1819
1820         rcu_read_lock();
1821
1822         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1823                 goto out;
1824
1825         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1826                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1827         } else {
1828                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1829                 if (is_idle_task(rq->curr))
1830                         smp_send_reschedule(cpu);
1831                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1832                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1833         }
1834
1835 out:
1836         rcu_read_unlock();
1837 }
1838
1839 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1840 {
1841         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1842 }
1843 #endif /* CONFIG_SMP */
1844
1845 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1846 {
1847         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1848         struct rq_flags rf;
1849
1850 #if defined(CONFIG_SMP)
1851         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1852                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1853                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1854                 return;
1855         }
1856 #endif
1857
1858         rq_lock(rq, &rf);
1859         update_rq_clock(rq);
1860         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1861         rq_unlock(rq, &rf);
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1866  *
1867  *  MIGRATION
1868  *
1869  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1870  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1871  * execution on its new CPU [c1].
1872  *
1873  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1874  *
1875  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1876  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1877  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1878  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1879  *
1880  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1881  * Note: we only require RCpc transitivity.
1882  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1883  *
1884  * Example:
1885  *
1886  *   CPU0            CPU1            CPU2
1887  *
1888  *   LOCK rq(0)->lock
1889  *   sched-out X
1890  *   sched-in Y
1891  *   UNLOCK rq(0)->lock
1892  *
1893  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1894  *                                   dequeue X
1895  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1896  *
1897  *                                   LOCK rq(1)->lock
1898  *                                   enqueue X
1899  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1900  *
1901  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1902  *                   sched-out Z
1903  *                   sched-in X
1904  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1905  *
1906  *
1907  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1908  *
1909  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1910  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1911  * chain to provide order. Instead we do:
1912  *
1913  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1914  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1915  *
1916  * Example:
1917  *
1918  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1919  *
1920  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1921  *   dequeue X
1922  *   sched-out X
1923  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1924  *
1925  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1926  *                    X->state = WAKING
1927  *                    set_task_cpu(X,2)
1928  *
1929  *                    LOCK rq(2)->lock
1930  *                    enqueue X
1931  *                    X->state = RUNNING
1932  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1933  *
1934  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1935  *                                          sched-out Z
1936  *                                          sched-in X
1937  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1938  *
1939  *                    UNLOCK X->pi_lock
1940  *   UNLOCK rq(0)->lock
1941  *
1942  *
1943  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1944  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1945  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1946  * its wakeup.
1947  *
1948  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1949  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1950  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1951  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1952  *
1953  */
1954
1955 /**
1956  * try_to_wake_up - wake up a thread
1957  * @p: the thread to be awakened
1958  * @state: the mask of task states that can be woken
1959  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1960  *
1961  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1962  *
1963  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1964  *
1965  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1966  * set_current_state().
1967  *
1968  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1969  *         %false otherwise.
1970  */
1971 static int
1972 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1973 {
1974         unsigned long flags;
1975         int cpu, success = 0;
1976
1977         /*
1978          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1979          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1980          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1981          * set_current_state() the waiting thread does.
1982          */
1983         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1984         smp_mb__after_spinlock();
1985         if (!(p->state & state))
1986                 goto out;
1987
1988         trace_sched_waking(p);
1989
1990         /* We're going to change ->state: */
1991         success = 1;
1992         cpu = task_cpu(p);
1993
1994         /*
1995          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1996          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1997          * in smp_cond_load_acquire() below.
1998          *
1999          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2000          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
2001          *       UNLOCK rq->lock  -----.
2002          *                              \
2003          *                               +---   RMB
2004          * schedule()                   /
2005          *       LOCK rq->lock    -----'
2006          *       UNLOCK rq->lock
2007          *
2008          * [task p]
2009          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
2010          *
2011          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
2012          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
2013          * current.
2014          */
2015         smp_rmb();
2016         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2017                 goto stat;
2018
2019 #ifdef CONFIG_SMP
2020         /*
2021          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2022          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2023          *
2024          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2025          * from the runqueue.
2026          *
2027          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2028          *      UNLOCK rq->lock
2029          *                      RMB
2030          *      LOCK   rq->lock
2031          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2032          *
2033          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2034          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2035          * task, the second putting it to sleep.
2036          */
2037         smp_rmb();
2038
2039         /*
2040          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2041          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2042          *
2043          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2044          *
2045          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2046          * their previous state and preserve Program Order.
2047          */
2048         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2049
2050         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2051         p->state = TASK_WAKING;
2052
2053         if (p->in_iowait) {
2054                 delayacct_blkio_end(p);
2055                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2056         }
2057
2058         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2059         if (task_cpu(p) != cpu) {
2060                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2061                 set_task_cpu(p, cpu);
2062         }
2063
2064 #else /* CONFIG_SMP */
2065
2066         if (p->in_iowait) {
2067                 delayacct_blkio_end(p);
2068                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2069         }
2070
2071 #endif /* CONFIG_SMP */
2072
2073         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2074 stat:
2075         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2076 out:
2077         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2078
2079         return success;
2080 }
2081
2082 /**
2083  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2084  * @p: the thread to be awakened
2085  * @rf: request-queue flags for pinning
2086  *
2087  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2088  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2089  * the current task.
2090  */
2091 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2092 {
2093         struct rq *rq = task_rq(p);
2094
2095         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2096             WARN_ON_ONCE(p == current))
2097                 return;
2098
2099         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2100
2101         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2102                 /*
2103                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2104                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2105                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2106                  * not yet picked a replacement task.
2107                  */
2108                 rq_unlock(rq, rf);
2109                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2110                 rq_relock(rq, rf);
2111         }
2112
2113         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2114                 goto out;
2115
2116         trace_sched_waking(p);
2117
2118         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2119                 if (p->in_iowait) {
2120                         delayacct_blkio_end(p);
2121                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2122                 }
2123                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2124         }
2125
2126         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2127         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2128 out:
2129         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2130 }
2131
2132 /**
2133  * wake_up_process - Wake up a specific process
2134  * @p: The process to be woken up.
2135  *
2136  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2137  * processes.
2138  *
2139  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2140  *
2141  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2142  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2143  */
2144 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2145 {
2146         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2147 }
2148 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2149
2150 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2151 {
2152         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2157  * p is forked by current.
2158  *
2159  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2160  */
2161 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2162 {
2163         p->on_rq                        = 0;
2164
2165         p->se.on_rq                     = 0;
2166         p->se.exec_start                = 0;
2167         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2168         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2169         p->se.nr_migrations             = 0;
2170         p->se.vruntime                  = 0;
2171         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2172
2173 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2174         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2175 #endif
2176
2177 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2178         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2179         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2180 #endif
2181
2182         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2183         init_dl_task_timer(&p->dl);
2184         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2185         __dl_clear_params(p);
2186
2187         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2188         p->rt.timeout           = 0;
2189         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2190         p->rt.on_rq             = 0;
2191         p->rt.on_list           = 0;
2192
2193 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2194         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2195 #endif
2196
2197 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2198         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2199                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2200                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2201         }
2202
2203         if (clone_flags & CLONE_VM)
2204                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2205         else
2206                 p->numa_preferred_nid = -1;
2207
2208         p->node_stamp = 0ULL;
2209         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2210         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2211         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2212         p->numa_faults = NULL;
2213         p->last_task_numa_placement = 0;
2214         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2215
2216         p->numa_group = NULL;
2217 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2218 }
2219
2220 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2221
2222 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2223
2224 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2225 {
2226         if (enabled)
2227                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2228         else
2229                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2230 }
2231
2232 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2233 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2234                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2235 {
2236         struct ctl_table t;
2237         int err;
2238         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2239
2240         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2241                 return -EPERM;
2242
2243         t = *table;
2244         t.data = &state;
2245         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2246         if (err < 0)
2247                 return err;
2248         if (write)
2249                 set_numabalancing_state(state);
2250         return err;
2251 }
2252 #endif
2253 #endif
2254
2255 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2256
2257 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2258 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2259
2260 static void set_schedstats(bool enabled)
2261 {
2262         if (enabled)
2263                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2264         else
2265                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2266 }
2267
2268 void force_schedstat_enabled(void)
2269 {
2270         if (!schedstat_enabled()) {
2271                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2272                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2273         }
2274 }
2275
2276 static int __init setup_schedstats(char *str)
2277 {
2278         int ret = 0;
2279         if (!str)
2280                 goto out;
2281
2282         /*
2283          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2284          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2285          * variable so init_schedstats() can do it later.
2286          */
2287         if (!strcmp(str, "enable")) {
2288                 __sched_schedstats = true;
2289                 ret = 1;
2290         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2291                 __sched_schedstats = false;
2292                 ret = 1;
2293         }
2294 out:
2295         if (!ret)
2296                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2297
2298         return ret;
2299 }
2300 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2301
2302 static void __init init_schedstats(void)
2303 {
2304         set_schedstats(__sched_schedstats);
2305 }
2306
2307 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2308 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2309                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2310 {
2311         struct ctl_table t;
2312         int err;
2313         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2314
2315         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2316                 return -EPERM;
2317
2318         t = *table;
2319         t.data = &state;
2320         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2321         if (err < 0)
2322                 return err;
2323         if (write)
2324                 set_schedstats(state);
2325         return err;
2326 }
2327 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2328 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2329 static inline void init_schedstats(void) {}
2330 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2331
2332 /*
2333  * fork()/clone()-time setup:
2334  */
2335 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2336 {
2337         unsigned long flags;
2338         int cpu = get_cpu();
2339
2340         __sched_fork(clone_flags, p);
2341         /*
2342          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2343          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2344          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2345          */
2346         p->state = TASK_NEW;
2347
2348         /*
2349          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2350          */
2351         p->prio = current->normal_prio;
2352
2353         /*
2354          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2355          */
2356         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2357                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2358                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2359                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2360                         p->rt_priority = 0;
2361                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2362                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2363
2364                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2365                 set_load_weight(p, false);
2366
2367                 /*
2368                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2369                  * fulfilled its duty:
2370                  */
2371                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2372         }
2373
2374         if (dl_prio(p->prio)) {
2375                 put_cpu();
2376                 return -EAGAIN;
2377         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2378                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2379         } else {
2380                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2381         }
2382
2383         init_entity_runnable_average(&p->se);
2384
2385         /*
2386          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2387          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2388          * is ran before sched_fork().
2389          *
2390          * Silence PROVE_RCU.
2391          */
2392         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2393         /*
2394          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2395          * so use __set_task_cpu().
2396          */
2397         __set_task_cpu(p, cpu);
2398         if (p->sched_class->task_fork)
2399                 p->sched_class->task_fork(p);
2400         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2401
2402 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2403         if (likely(sched_info_on()))
2404                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2405 #endif
2406 #if defined(CONFIG_SMP)
2407         p->on_cpu = 0;
2408 #endif
2409         init_task_preempt_count(p);
2410 #ifdef CONFIG_SMP
2411         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2412         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2413 #endif
2414
2415         put_cpu();
2416         return 0;
2417 }
2418
2419 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2420 {
2421         if (runtime == RUNTIME_INF)
2422                 return BW_UNIT;
2423
2424         /*
2425          * Doing this here saves a lot of checks in all
2426          * the calling paths, and returning zero seems
2427          * safe for them anyway.
2428          */
2429         if (period == 0)
2430                 return 0;
2431
2432         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2433 }
2434
2435 /*
2436  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2437  *
2438  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2439  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2440  * on the runqueue and wakes it.
2441  */
2442 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2443 {
2444         struct rq_flags rf;
2445         struct rq *rq;
2446
2447         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2448         p->state = TASK_RUNNING;
2449 #ifdef CONFIG_SMP
2450         /*
2451          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2452          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2453          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2454          *
2455          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2456          * as we're not fully set-up yet.
2457          */
2458         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2459         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2460 #endif
2461         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2462         update_rq_clock(rq);
2463         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2464
2465         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2466         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2467         trace_sched_wakeup_new(p);
2468         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2469 #ifdef CONFIG_SMP
2470         if (p->sched_class->task_woken) {
2471                 /*
2472                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2473                  * drop it.
2474                  */
2475                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2476                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2477                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2478         }
2479 #endif
2480         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2481 }
2482
2483 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2484
2485 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2486
2487 void preempt_notifier_inc(void)
2488 {
2489         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2490 }
2491 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2492
2493 void preempt_notifier_dec(void)
2494 {
2495         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2496 }
2497 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2498
2499 /**
2500  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2501  * @notifier: notifier struct to register
2502  */
2503 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2504 {
2505         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2506                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2507
2508         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2511
2512 /**
2513  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2514  * @notifier: notifier struct to unregister
2515  *
2516  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2517  */
2518 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2519 {
2520         hlist_del(&notifier->link);
2521 }
2522 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2523
2524 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2525 {
2526         struct preempt_notifier *notifier;
2527
2528         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2529                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2530 }
2531
2532 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2533 {
2534         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2535                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2536 }
2537
2538 static void
2539 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2540                                    struct task_struct *next)
2541 {
2542         struct preempt_notifier *notifier;
2543
2544         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2545                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2546 }
2547
2548 static __always_inline void
2549 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2550                                  struct task_struct *next)
2551 {
2552         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2553                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2554 }
2555
2556 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2557
2558 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2559 {
2560 }
2561
2562 static inline void
2563 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2564                                  struct task_struct *next)
2565 {
2566 }
2567
2568 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2569
2570 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2571 {
2572 #ifdef CONFIG_SMP
2573         /*
2574          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2575          * such that any running task will have this set.
2576          */
2577         next->on_cpu = 1;
2578 #endif
2579 }
2580
2581 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2582 {
2583 #ifdef CONFIG_SMP
2584         /*
2585          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2586          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2587          * finished.
2588          *
2589          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2590          * happen before this.
2591          *
2592          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2593          */
2594         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2595 #endif
2596 }
2597
2598 static inline void
2599 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2600 {
2601         /*
2602          * Since the runqueue lock will be released by the next
2603          * task (which is an invalid locking op but in the case
2604          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2605          * do an early lockdep release here:
2606          */
2607         rq_unpin_lock(rq, rf);
2608         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2609 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2610         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2611         rq->lock.owner = next;
2612 #endif
2613 }
2614
2615 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2616 {
2617         /*
2618          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2619          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2620          * prev into current:
2621          */
2622         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2623         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * NOP if the arch has not defined these:
2628  */
2629
2630 #ifndef prepare_arch_switch
2631 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2632 #endif
2633
2634 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2635 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2636 #endif
2637
2638 /**
2639  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2640  * @rq: the runqueue preparing to switch
2641  * @prev: the current task that is being switched out
2642  * @next: the task we are going to switch to.
2643  *
2644  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2645  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2646  * switch.
2647  *
2648  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2649  * hooks.
2650  */
2651 static inline void
2652 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2653                     struct task_struct *next)
2654 {
2655         sched_info_switch(rq, prev, next);
2656         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2657         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2658         prepare_task(next);
2659         prepare_arch_switch(next);
2660 }
2661
2662 /**
2663  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2664  * @prev: the thread we just switched away from.
2665  *
2666  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2667  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2668  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2669  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2670  *
2671  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2672  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2673  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2674  * details.)
2675  *
2676  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2677  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2678  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2679  * because prev may have moved to another CPU.
2680  */
2681 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2682         __releases(rq->lock)
2683 {
2684         struct rq *rq = this_rq();
2685         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2686         long prev_state;
2687
2688         /*
2689          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2690          * because it left us after:
2691          *
2692          *      schedule()
2693          *        preempt_disable();                    // 1
2694          *        __schedule()
2695          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2696          *
2697          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2698          */
2699         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2700                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2701                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2702                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2703
2704         rq->prev_mm = NULL;
2705
2706         /*
2707          * A task struct has one reference for the use as "current".
2708          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2709          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2710          * the scheduled task must drop that reference.
2711          *
2712          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2713          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2714          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2715          * transition, resulting in a double drop.
2716          */
2717         prev_state = prev->state;
2718         vtime_task_switch(prev);
2719         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2720         finish_task(prev);
2721         finish_lock_switch(rq);
2722         finish_arch_post_lock_switch();
2723
2724         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2725         /*
2726          * When switching through a kernel thread, the loop in
2727          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2728          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2729          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2730          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2731          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2732          *
2733          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2734          *   provided by mmdrop(),
2735          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2736          */
2737         if (mm) {
2738                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2739                 mmdrop(mm);
2740         }
2741         if (unlikely(prev_state & (TASK_DEAD|TASK_PARKED))) {
2742                 switch (prev_state) {
2743                 case 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                         break;
2758
2759                 case TASK_PARKED:
2760                         kthread_park_complete(prev);
2761                         break;
2762                 }
2763         }
2764
2765         tick_nohz_task_switch();
2766         return rq;
2767 }
2768
2769 #ifdef CONFIG_SMP
2770
2771 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2772 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2773 {
2774         struct callback_head *head, *next;
2775         void (*func)(struct rq *rq);
2776         unsigned long flags;
2777
2778         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2779         head = rq->balance_callback;
2780         rq->balance_callback = NULL;
2781         while (head) {
2782                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2783                 next = head->next;
2784                 head->next = NULL;
2785                 head = next;
2786
2787                 func(rq);
2788         }
2789         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2790 }
2791
2792 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2793 {
2794         if (unlikely(rq->balance_callback))
2795                 __balance_callback(rq);
2796 }
2797
2798 #else
2799
2800 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2801 {
2802 }
2803
2804 #endif
2805
2806 /**
2807  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2808  * @prev: the thread we just switched away from.
2809  */
2810 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2811         __releases(rq->lock)
2812 {
2813         struct rq *rq;
2814
2815         /*
2816          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2817          * finish_task_switch() for details.
2818          *
2819          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2820          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2821          * PREEMPT_COUNT kernels).
2822          */
2823
2824         rq = finish_task_switch(prev);
2825         balance_callback(rq);
2826         preempt_enable();
2827
2828         if (current->set_child_tid)
2829                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2834  */
2835 static __always_inline struct rq *
2836 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2837                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2838 {
2839         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2840
2841         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2842
2843         mm = next->mm;
2844         oldmm = prev->active_mm;
2845         /*
2846          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2847          * combine the page table reload and the switch backend into
2848          * one hypercall.
2849          */
2850         arch_start_context_switch(prev);
2851
2852         /*
2853          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2854          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2855          * Both of these contain the full memory barrier required by
2856          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2857          * user-space.
2858          */
2859         if (!mm) {
2860                 next->active_mm = oldmm;
2861                 mmgrab(oldmm);
2862                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2863         } else
2864                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2865
2866         if (!prev->mm) {
2867                 prev->active_mm = NULL;
2868                 rq->prev_mm = oldmm;
2869         }
2870
2871         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2872
2873         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2874
2875         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2876         switch_to(prev, next, prev);
2877         barrier();
2878
2879         return finish_task_switch(prev);
2880 }
2881
2882 /*
2883  * nr_running and nr_context_switches:
2884  *
2885  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2886  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2887  */
2888 unsigned long nr_running(void)
2889 {
2890         unsigned long i, sum = 0;
2891
2892         for_each_online_cpu(i)
2893                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2894
2895         return sum;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Check if only the current task is running on the CPU.
2900  *
2901  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2902  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2903  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2904  *
2905  * - from a non-preemptable section (of course)
2906  *
2907  * - from a thread that is bound to a single CPU
2908  *
2909  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2910  */
2911 bool single_task_running(void)
2912 {
2913         return raw_rq()->nr_running == 1;
2914 }
2915 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2916
2917 unsigned long long nr_context_switches(void)
2918 {
2919         int i;
2920         unsigned long long sum = 0;
2921
2922         for_each_possible_cpu(i)
2923                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2924
2925         return sum;
2926 }
2927
2928 /*
2929  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2930  *
2931  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2932  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2933  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2934  *
2935  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2936  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2937  * running and we'd not be idle.
2938  *
2939  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2940  * is broken.
2941  *
2942  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2943  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2944  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2945  * utilising both CPUs.
2946  *
2947  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2948  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2949  *
2950  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2951  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2952  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2953  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2954  *
2955  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2956  */
2957
2958 unsigned long nr_iowait(void)
2959 {
2960         unsigned long i, sum = 0;
2961
2962         for_each_possible_cpu(i)
2963                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2964
2965         return sum;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2970  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2971  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2972  * runnable.
2973  */
2974
2975 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2976 {
2977         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2978         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2979 }
2980
2981 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2982 {
2983         struct rq *rq = this_rq();
2984         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2985         *load = rq->load.weight;
2986 }
2987
2988 #ifdef CONFIG_SMP
2989
2990 /*
2991  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2992  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2993  */
2994 void sched_exec(void)
2995 {
2996         struct task_struct *p = current;
2997         unsigned long flags;
2998         int dest_cpu;
2999
3000         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3001         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3002         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3003                 goto unlock;
3004
3005         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3006                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3007
3008                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3009                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3010                 return;
3011         }
3012 unlock:
3013         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3014 }
3015
3016 #endif
3017
3018 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3019 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3020
3021 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3022 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3023
3024 /*
3025  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3026  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3027  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3028  * Prefetching this data results in improved performance.
3029  */
3030 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3031 {
3032 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3033         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3034 #else
3035         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3036 #endif
3037         prefetch(curr);
3038         prefetch(&curr->exec_start);
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Return accounted runtime for the task.
3043  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3044  * pending runtime that have not been accounted yet.
3045  */
3046 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3047 {
3048         struct rq_flags rf;
3049         struct rq *rq;
3050         u64 ns;
3051
3052 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3053         /*
3054          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3055          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3056          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3057          *
3058          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3059          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3060          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3061          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3062          * been accounted, so we're correct here as well.
3063          */
3064         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3065                 return p->se.sum_exec_runtime;
3066 #endif
3067
3068         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3069         /*
3070          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3071          * project cycles that may never be accounted to this
3072          * thread, breaking clock_gettime().
3073          */
3074         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3075                 prefetch_curr_exec_start(p);
3076                 update_rq_clock(rq);
3077                 p->sched_class->update_curr(rq);
3078         }
3079         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3080         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3081
3082         return ns;
3083 }
3084
3085 /*
3086  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3087  * We call it with interrupts disabled.
3088  */
3089 void scheduler_tick(void)
3090 {
3091         int cpu = smp_processor_id();
3092         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3093         struct task_struct *curr = rq->curr;
3094         struct rq_flags rf;
3095
3096         sched_clock_tick();
3097
3098         rq_lock(rq, &rf);
3099
3100         update_rq_clock(rq);
3101         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3102         cpu_load_update_active(rq);
3103         calc_global_load_tick(rq);
3104
3105         rq_unlock(rq, &rf);
3106
3107         perf_event_task_tick();
3108
3109 #ifdef CONFIG_SMP
3110         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3111         trigger_load_balance(rq);
3112 #endif
3113 }
3114
3115 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3116
3117 struct tick_work {
3118         int                     cpu;
3119         struct delayed_work     work;
3120 };
3121
3122 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3123
3124 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3125 {
3126         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3127         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3128         int cpu = twork->cpu;
3129         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3130         struct rq_flags rf;
3131
3132         /*
3133          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3134          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3135          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3136          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3137          * of when exactly it is running.
3138          */
3139         if (!idle_cpu(cpu) && tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu)) {
3140                 struct task_struct *curr;
3141                 u64 delta;
3142
3143                 rq_lock_irq(rq, &rf);
3144                 update_rq_clock(rq);
3145                 curr = rq->curr;
3146                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3147
3148                 /*
3149                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3150                  * amount of time.
3151                  */
3152                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3153                 curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3154                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3155         }
3156
3157         /*
3158          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3159          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3160          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3161          */
3162         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3163 }
3164
3165 static void sched_tick_start(int cpu)
3166 {
3167         struct tick_work *twork;
3168
3169         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3170                 return;
3171
3172         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3173
3174         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3175         twork->cpu = cpu;
3176         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3177         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3178 }
3179
3180 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3181 static void sched_tick_stop(int cpu)
3182 {
3183         struct tick_work *twork;
3184
3185         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3186                 return;
3187
3188         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3189
3190         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3191         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3192 }
3193 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3194
3195 int __init sched_tick_offload_init(void)
3196 {
3197         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3198         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3199
3200         return 0;
3201 }
3202
3203 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3204 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3205 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3206 #endif
3207
3208 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3209                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3210 /*
3211  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3212  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3213  */
3214 static inline void preempt_latency_start(int val)
3215 {
3216         if (preempt_count() == val) {
3217                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3218 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3219                 current->preempt_disable_ip = ip;
3220 #endif
3221                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3222         }
3223 }
3224
3225 void preempt_count_add(int val)
3226 {
3227 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3228         /*
3229          * Underflow?
3230          */
3231         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3232                 return;
3233 #endif
3234         __preempt_count_add(val);
3235 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3236         /*
3237          * Spinlock count overflowing soon?
3238          */
3239         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3240                                 PREEMPT_MASK - 10);
3241 #endif
3242         preempt_latency_start(val);
3243 }
3244 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3245 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3246
3247 /*
3248  * If the value passed in equals to the current preempt count
3249  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3250  */
3251 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3252 {
3253         if (preempt_count() == val)
3254                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3255 }
3256
3257 void preempt_count_sub(int val)
3258 {
3259 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3260         /*
3261          * Underflow?
3262          */
3263         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3264                 return;
3265         /*
3266          * Is the spinlock portion underflowing?
3267          */
3268         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3269                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3270                 return;
3271 #endif
3272
3273         preempt_latency_stop(val);
3274         __preempt_count_sub(val);
3275 }
3276 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3277 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3278
3279 #else
3280 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3281 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3282 #endif
3283
3284 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3285 {
3286 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3287         return p->preempt_disable_ip;
3288 #else
3289         return 0;
3290 #endif
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Print scheduling while atomic bug:
3295  */
3296 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3297 {
3298         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3299         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3300
3301         if (oops_in_progress)
3302                 return;
3303
3304         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3305                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3306
3307         debug_show_held_locks(prev);
3308         print_modules();
3309         if (irqs_disabled())
3310                 print_irqtrace_events(prev);
3311         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3312             && in_atomic_preempt_off()) {
3313                 pr_err("Preemption disabled at:");
3314                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3315                 pr_cont("\n");
3316         }
3317         if (panic_on_warn)
3318                 panic("scheduling while atomic\n");
3319
3320         dump_stack();
3321         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3322 }
3323
3324 /*
3325  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3326  */
3327 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3328 {
3329 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3330         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3331                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3332 #endif
3333
3334         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3335                 __schedule_bug(prev);
3336                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3337         }
3338         rcu_sleep_check();
3339
3340         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3341
3342         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3343 }
3344
3345 /*
3346  * Pick up the highest-prio task:
3347  */
3348 static inline struct task_struct *
3349 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3350 {
3351         const struct sched_class *class;
3352         struct task_struct *p;
3353
3354         /*
3355          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3356          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3357          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3358          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3359          */
3360         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3361                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3362                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3363
3364                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3365                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3366                         goto again;
3367
3368                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3369                 if (unlikely(!p))
3370                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3371
3372                 return p;
3373         }
3374
3375 again:
3376         for_each_class(class) {
3377                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3378                 if (p) {
3379                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3380                                 goto again;
3381                         return p;
3382                 }
3383         }
3384
3385         /* The idle class should always have a runnable task: */
3386         BUG();
3387 }
3388
3389 /*
3390  * __schedule() is the main scheduler function.
3391  *
3392  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3393  *
3394  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3395  *
3396  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3397  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3398  *
3399  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3400  *      interrupt handler scheduler_tick().
3401  *
3402  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3403  *      task to the run-queue and that's it.
3404  *
3405  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3406  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3407  *      called on the nearest possible occasion:
3408  *
3409  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3410  *
3411  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3412  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3413  *           spin_unlock()!)
3414  *
3415  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3416  *           preemptible context
3417  *
3418  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3419  *         then at the next:
3420  *
3421  *          - cond_resched() call
3422  *          - explicit schedule() call
3423  *          - return from syscall or exception to user-space
3424  *          - return from interrupt-handler to user-space
3425  *
3426  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3427  */
3428 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3429 {
3430         struct task_struct *prev, *next;
3431         unsigned long *switch_count;
3432         struct rq_flags rf;
3433         struct rq *rq;
3434         int cpu;
3435
3436         cpu = smp_processor_id();
3437         rq = cpu_rq(cpu);
3438         prev = rq->curr;
3439
3440         schedule_debug(prev);
3441
3442         if (sched_feat(HRTICK))
3443                 hrtick_clear(rq);
3444
3445         local_irq_disable();
3446         rcu_note_context_switch(preempt);
3447
3448         /*
3449          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3450          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3451          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3452          *
3453          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3454          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3455          */
3456         rq_lock(rq, &rf);
3457         smp_mb__after_spinlock();
3458
3459         /* Promote REQ to ACT */
3460         rq->clock_update_flags <<= 1;
3461         update_rq_clock(rq);
3462
3463         switch_count = &prev->nivcsw;
3464         if (!preempt && prev->state) {
3465                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3466                         prev->state = TASK_RUNNING;
3467                 } else {
3468                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3469                         prev->on_rq = 0;
3470
3471                         if (prev->in_iowait) {
3472                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3473                                 delayacct_blkio_start();
3474                         }
3475
3476                         /*
3477                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3478                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3479                          * concurrency.
3480                          */
3481                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3482                                 struct task_struct *to_wakeup;
3483
3484                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3485                                 if (to_wakeup)
3486                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3487                         }
3488                 }
3489                 switch_count = &prev->nvcsw;
3490         }
3491
3492         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3493         clear_tsk_need_resched(prev);
3494         clear_preempt_need_resched();
3495
3496         if (likely(prev != next)) {
3497                 rq->nr_switches++;
3498                 rq->curr = next;
3499                 /*
3500                  * The membarrier system call requires each architecture
3501                  * to have a full memory barrier after updating
3502                  * rq->curr, before returning to user-space.
3503                  *
3504                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3505                  * various architectures:
3506                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3507                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3508                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3509                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3510                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3511                  *   is a RELEASE barrier),
3512                  */
3513                 ++*switch_count;
3514
3515                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3516
3517                 /* Also unlocks the rq: */
3518                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3519         } else {
3520                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3521                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3522         }
3523
3524         balance_callback(rq);
3525 }
3526
3527 void __noreturn do_task_dead(void)
3528 {
3529         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3530         set_special_state(TASK_DEAD);
3531
3532         /* Tell freezer to ignore us: */
3533         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3534
3535         __schedule(false);
3536         BUG();
3537
3538         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3539         for (;;)
3540                 cpu_relax();
3541 }
3542
3543 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3544 {
3545         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3546                 return;
3547         /*
3548          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3549          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3550          */
3551         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3552                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3553 }
3554
3555 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3556 {
3557         struct task_struct *tsk = current;
3558
3559         sched_submit_work(tsk);
3560         do {
3561                 preempt_disable();
3562                 __schedule(false);
3563                 sched_preempt_enable_no_resched();
3564         } while (need_resched());
3565 }
3566 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3567
3568 /*
3569  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3570  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3571  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3572  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3573  * (schedule out non-voluntarily).
3574  *
3575  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3576  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3577  */
3578 void __sched schedule_idle(void)
3579 {
3580         /*
3581          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3582          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3583          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3584          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3585          * TASK_RUNNING state.
3586          */
3587         WARN_ON_ONCE(current->state);
3588         do {
3589                 __schedule(false);
3590         } while (need_resched());
3591 }
3592
3593 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3594 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3595 {
3596         /*
3597          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3598          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3599          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3600          * we find a better solution.
3601          *
3602          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3603          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3604          * too frequently to make sense yet.
3605          */
3606         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3607         schedule();
3608         exception_exit(prev_state);
3609 }
3610 #endif
3611
3612 /**
3613  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3614  *
3615  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3616  */
3617 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3618 {
3619         sched_preempt_enable_no_resched();
3620         schedule();
3621         preempt_disable();
3622 }
3623
3624 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3625 {
3626         do {
3627                 /*
3628                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3629                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3630                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3631                  * by the function tracer will call this function again and
3632                  * cause infinite recursion.
3633                  *
3634                  * Preemption must be disabled here before the function
3635                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3636                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3637                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3638                  * which can also be traced by the function tracer.
3639