Merge branch 'for-mingo' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulmck...
[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  * This is how migration works:
886  *
887  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
888  *    stop_one_cpu().
889  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
890  *    off the CPU)
891  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
892  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
893  *    it and puts it into the right queue.
894  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
895  *    is done.
896  */
897
898 /*
899  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
900  *
901  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
902  */
903 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
904                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
905 {
906         lockdep_assert_held(&rq->lock);
907
908         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
909         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
910         set_task_cpu(p, new_cpu);
911         rq_unlock(rq, rf);
912
913         rq = cpu_rq(new_cpu);
914
915         rq_lock(rq, rf);
916         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
917         enqueue_task(rq, p, 0);
918         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
919         check_preempt_curr(rq, p, 0);
920
921         return rq;
922 }
923
924 struct migration_arg {
925         struct task_struct *task;
926         int dest_cpu;
927 };
928
929 /*
930  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
931  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
932  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
933  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
934  *
935  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
936  * as the task is no longer on this CPU.
937  */
938 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
939                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
940 {
941         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
942                 if (unlikely(!cpu_online(dest_cpu)))
943                         return rq;
944         } else {
945                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
946                         return rq;
947         }
948
949         /* Affinity changed (again). */
950         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
951                 return rq;
952
953         update_rq_clock(rq);
954         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
955
956         return rq;
957 }
958
959 /*
960  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
961  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
962  * 'pushing' onto another runqueue.
963  */
964 static int migration_cpu_stop(void *data)
965 {
966         struct migration_arg *arg = data;
967         struct task_struct *p = arg->task;
968         struct rq *rq = this_rq();
969         struct rq_flags rf;
970
971         /*
972          * The original target CPU might have gone down and we might
973          * be on another CPU but it doesn't matter.
974          */
975         local_irq_disable();
976         /*
977          * We need to explicitly wake pending tasks before running
978          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
979          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
980          */
981         sched_ttwu_pending();
982
983         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
984         rq_lock(rq, &rf);
985         /*
986          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
987          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
988          * we're holding p->pi_lock.
989          */
990         if (task_rq(p) == rq) {
991                 if (task_on_rq_queued(p))
992                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
993                 else
994                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
995         }
996         rq_unlock(rq, &rf);
997         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
998
999         local_irq_enable();
1000         return 0;
1001 }
1002
1003 /*
1004  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1005  * actually call this function.
1006  */
1007 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1008 {
1009         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1010         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1011 }
1012
1013 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1014 {
1015         struct rq *rq = task_rq(p);
1016         bool queued, running;
1017
1018         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1019
1020         queued = task_on_rq_queued(p);
1021         running = task_current(rq, p);
1022
1023         if (queued) {
1024                 /*
1025                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1026                  * holding rq->lock.
1027                  */
1028                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1029                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1030         }
1031         if (running)
1032                 put_prev_task(rq, p);
1033
1034         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1035
1036         if (queued)
1037                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1038         if (running)
1039                 set_curr_task(rq, p);
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1044  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1045  * is removed from the allowed bitmask.
1046  *
1047  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1048  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1049  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1050  */
1051 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1052                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1053 {
1054         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1055         unsigned int dest_cpu;
1056         struct rq_flags rf;
1057         struct rq *rq;
1058         int ret = 0;
1059
1060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1061         update_rq_clock(rq);
1062
1063         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1064                 /*
1065                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1066                  */
1067                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1068         }
1069
1070         /*
1071          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1072          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1073          */
1074         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1075                 ret = -EINVAL;
1076                 goto out;
1077         }
1078
1079         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1080                 goto out;
1081
1082         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1083                 ret = -EINVAL;
1084                 goto out;
1085         }
1086
1087         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1088
1089         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1090                 /*
1091                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1092                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1093                  */
1094                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1095                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1096                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1097         }
1098
1099         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1100         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1101                 goto out;
1102
1103         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1104         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1105                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1106                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1107                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1108                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1109                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1110                 return 0;
1111         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1112                 /*
1113                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1114                  * afterwards anyway.
1115                  */
1116                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1117         }
1118 out:
1119         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1120
1121         return ret;
1122 }
1123
1124 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1125 {
1126         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1127 }
1128 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1129
1130 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1131 {
1132 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1133         /*
1134          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1135          * ttwu() will sort out the placement.
1136          */
1137         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1138                         !p->on_rq);
1139
1140         /*
1141          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1142          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1143          * time relying on p->on_rq.
1144          */
1145         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1146                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1147                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1148
1149 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1150         /*
1151          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1152          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1153          *
1154          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1155          * see task_group().
1156          *
1157          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1158          * task_rq_lock().
1159          */
1160         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1161                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1162 #endif
1163         /*
1164          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1165          */
1166         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1167 #endif
1168
1169         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1170
1171         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1172                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1173                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1174                 p->se.nr_migrations++;
1175                 perf_event_task_migrate(p);
1176         }
1177
1178         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1179 }
1180
1181 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1182 {
1183         if (task_on_rq_queued(p)) {
1184                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1185                 struct rq_flags srf, drf;
1186
1187                 src_rq = task_rq(p);
1188                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1189
1190                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1191                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1192
1193                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1194                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1195                 set_task_cpu(p, cpu);
1196                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1197                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1198                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1199
1200                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1201                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1202
1203         } else {
1204                 /*
1205                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1206                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1207                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1208                  */
1209                 p->wake_cpu = cpu;
1210         }
1211 }
1212
1213 struct migration_swap_arg {
1214         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1215         int src_cpu, dst_cpu;
1216 };
1217
1218 static int migrate_swap_stop(void *data)
1219 {
1220         struct migration_swap_arg *arg = data;
1221         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1222         int ret = -EAGAIN;
1223
1224         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1225                 return -EAGAIN;
1226
1227         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1228         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1229
1230         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1231                         &arg->dst_task->pi_lock);
1232         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1233
1234         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1235                 goto unlock;
1236
1237         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1238                 goto unlock;
1239
1240         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1241                 goto unlock;
1242
1243         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1244                 goto unlock;
1245
1246         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1247         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1248
1249         ret = 0;
1250
1251 unlock:
1252         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1253         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1254         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1255
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Cross migrate two tasks
1261  */
1262 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p)
1263 {
1264         struct migration_swap_arg arg;
1265         int ret = -EINVAL;
1266
1267         arg = (struct migration_swap_arg){
1268                 .src_task = cur,
1269                 .src_cpu = task_cpu(cur),
1270                 .dst_task = p,
1271                 .dst_cpu = task_cpu(p),
1272         };
1273
1274         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1275                 goto out;
1276
1277         /*
1278          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1279          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1280          */
1281         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1282                 goto out;
1283
1284         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, &arg.src_task->cpus_allowed))
1285                 goto out;
1286
1287         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, &arg.dst_task->cpus_allowed))
1288                 goto out;
1289
1290         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1291         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1292
1293 out:
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 /*
1298  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1299  *
1300  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1301  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1302  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1303  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1304  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1305  * @p has remained unscheduled the whole time.
1306  *
1307  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1308  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1309  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1310  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1311  * waiting to become inactive.
1312  */
1313 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1314 {
1315         int running, queued;
1316         struct rq_flags rf;
1317         unsigned long ncsw;
1318         struct rq *rq;
1319
1320         for (;;) {
1321                 /*
1322                  * We do the initial early heuristics without holding
1323                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1324                  * the runqueue lock when things look like they will
1325                  * work out!
1326                  */
1327                 rq = task_rq(p);
1328
1329                 /*
1330                  * If the task is actively running on another CPU
1331                  * still, just relax and busy-wait without holding
1332                  * any locks.
1333                  *
1334                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1335                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1336                  * But we don't care, since "task_running()" will
1337                  * return false if the runqueue has changed and p
1338                  * is actually now running somewhere else!
1339                  */
1340                 while (task_running(rq, p)) {
1341                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1342                                 return 0;
1343                         cpu_relax();
1344                 }
1345
1346                 /*
1347                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1348                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1349                  * just go back and repeat.
1350                  */
1351                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1352                 trace_sched_wait_task(p);
1353                 running = task_running(rq, p);
1354                 queued = task_on_rq_queued(p);
1355                 ncsw = 0;
1356                 if (!match_state || p->state == match_state)
1357                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1358                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1359
1360                 /*
1361                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1362                  */
1363                 if (unlikely(!ncsw))
1364                         break;
1365
1366                 /*
1367                  * Was it really running after all now that we
1368                  * checked with the proper locks actually held?
1369                  *
1370                  * Oops. Go back and try again..
1371                  */
1372                 if (unlikely(running)) {
1373                         cpu_relax();
1374                         continue;
1375                 }
1376
1377                 /*
1378                  * It's not enough that it's not actively running,
1379                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1380                  * preempted!
1381                  *
1382                  * So if it was still runnable (but just not actively
1383                  * running right now), it's preempted, and we should
1384                  * yield - it could be a while.
1385                  */
1386                 if (unlikely(queued)) {
1387                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1388
1389                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1390                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1391                         continue;
1392                 }
1393
1394                 /*
1395                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1396                  * runnable, which means that it will never become
1397                  * running in the future either. We're all done!
1398                  */
1399                 break;
1400         }
1401
1402         return ncsw;
1403 }
1404
1405 /***
1406  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1407  * @p: the to-be-kicked thread
1408  *
1409  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1410  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1411  *
1412  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1413  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1414  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1415  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1416  * achieved as well.
1417  */
1418 void kick_process(struct task_struct *p)
1419 {
1420         int cpu;
1421
1422         preempt_disable();
1423         cpu = task_cpu(p);
1424         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1425                 smp_send_reschedule(cpu);
1426         preempt_enable();
1427 }
1428 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1429
1430 /*
1431  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1432  *
1433  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1434  *
1435  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1436  *
1437  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1438  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1439  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1440  *    see it.
1441  *
1442  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1443  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1444  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1445  *    off.
1446  *
1447  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1448  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1449  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1450  * to satisfy the above rules.
1451  */
1452 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1453 {
1454         int nid = cpu_to_node(cpu);
1455         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1456         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1457         int dest_cpu;
1458
1459         /*
1460          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1461          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1462          * select the CPU on the other node.
1463          */
1464         if (nid != -1) {
1465                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1466
1467                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1468                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1469                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1470                                 continue;
1471                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1472                                 return dest_cpu;
1473                 }
1474         }
1475
1476         for (;;) {
1477                 /* Any allowed, online CPU? */
1478                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1479                         if (!(p->flags & PF_KTHREAD) && !cpu_active(dest_cpu))
1480                                 continue;
1481                         if (!cpu_online(dest_cpu))
1482                                 continue;
1483                         goto out;
1484                 }
1485
1486                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1487                 switch (state) {
1488                 case cpuset:
1489                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1490                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1491                                 state = possible;
1492                                 break;
1493                         }
1494                         /* Fall-through */
1495                 case possible:
1496                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1497                         state = fail;
1498                         break;
1499
1500                 case fail:
1501                         BUG();
1502                         break;
1503                 }
1504         }
1505
1506 out:
1507         if (state != cpuset) {
1508                 /*
1509                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1510                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1511                  * leave kernel.
1512                  */
1513                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1514                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1515                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1516                 }
1517         }
1518
1519         return dest_cpu;
1520 }
1521
1522 /*
1523  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_allowed is stable.
1524  */
1525 static inline
1526 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1527 {
1528         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1529
1530         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1531                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1532         else
1533                 cpu = cpumask_any(&p->cpus_allowed);
1534
1535         /*
1536          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1537          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
1538          * CPU.
1539          *
1540          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1541          *
1542          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
1543          *   not worry about this generic constraint ]
1544          */
1545         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
1546                      !cpu_online(cpu)))
1547                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1548
1549         return cpu;
1550 }
1551
1552 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1553 {
1554         s64 diff = sample - *avg;
1555         *avg += diff >> 3;
1556 }
1557
1558 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1559 {
1560         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1561         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1562
1563         if (stop) {
1564                 /*
1565                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1566                  * userspace knows about and won't get confused about.
1567                  *
1568                  * Also, it will make PI more or less work without too
1569                  * much confusion -- but then, stop work should not
1570                  * rely on PI working anyway.
1571                  */
1572                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1573
1574                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1575         }
1576
1577         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1578
1579         if (old_stop) {
1580                 /*
1581                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1582                  * it can die in pieces.
1583                  */
1584                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1585         }
1586 }
1587
1588 #else
1589
1590 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1591                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1592 {
1593         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1594 }
1595
1596 #endif /* CONFIG_SMP */
1597
1598 static void
1599 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1600 {
1601         struct rq *rq;
1602
1603         if (!schedstat_enabled())
1604                 return;
1605
1606         rq = this_rq();
1607
1608 #ifdef CONFIG_SMP
1609         if (cpu == rq->cpu) {
1610                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1611                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1612         } else {
1613                 struct sched_domain *sd;
1614
1615                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1616                 rcu_read_lock();
1617                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1618                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1619                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1620                                 break;
1621                         }
1622                 }
1623                 rcu_read_unlock();
1624         }
1625
1626         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1627                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1628 #endif /* CONFIG_SMP */
1629
1630         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1631         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1632
1633         if (wake_flags & WF_SYNC)
1634                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1635 }
1636
1637 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1638 {
1639         activate_task(rq, p, en_flags);
1640         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1641
1642         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1643         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1644                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1649  */
1650 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1651                            struct rq_flags *rf)
1652 {
1653         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1654         p->state = TASK_RUNNING;
1655         trace_sched_wakeup(p);
1656
1657 #ifdef CONFIG_SMP
1658         if (p->sched_class->task_woken) {
1659                 /*
1660                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1661                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1662                  */
1663                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1664                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1665                 rq_repin_lock(rq, rf);
1666         }
1667
1668         if (rq->idle_stamp) {
1669                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1670                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1671
1672                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1673
1674                 if (rq->avg_idle > max)
1675                         rq->avg_idle = max;
1676
1677                 rq->idle_stamp = 0;
1678         }
1679 #endif
1680 }
1681
1682 static void
1683 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1684                  struct rq_flags *rf)
1685 {
1686         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1687
1688         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1689
1690 #ifdef CONFIG_SMP
1691         if (p->sched_contributes_to_load)
1692                 rq->nr_uninterruptible--;
1693
1694         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1695                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1696 #endif
1697
1698         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1699         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1704  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1705  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1706  * the task is still ->on_rq.
1707  */
1708 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1709 {
1710         struct rq_flags rf;
1711         struct rq *rq;
1712         int ret = 0;
1713
1714         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1715         if (task_on_rq_queued(p)) {
1716                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1717                 update_rq_clock(rq);
1718                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1719                 ret = 1;
1720         }
1721         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1722
1723         return ret;
1724 }
1725
1726 #ifdef CONFIG_SMP
1727 void sched_ttwu_pending(void)
1728 {
1729         struct rq *rq = this_rq();
1730         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1731         struct task_struct *p, *t;
1732         struct rq_flags rf;
1733
1734         if (!llist)
1735                 return;
1736
1737         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1738         update_rq_clock(rq);
1739
1740         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1741                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1742
1743         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1744 }
1745
1746 void scheduler_ipi(void)
1747 {
1748         /*
1749          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1750          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1751          * this IPI.
1752          */
1753         preempt_fold_need_resched();
1754
1755         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1756                 return;
1757
1758         /*
1759          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1760          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1761          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1762          * we do call them.
1763          *
1764          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1765          * properly.
1766          *
1767          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1768          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1769          * somewhat pessimize the simple resched case.
1770          */
1771         irq_enter();
1772         sched_ttwu_pending();
1773
1774         /*
1775          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1776          */
1777         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1778                 this_rq()->idle_balance = 1;
1779                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1780         }
1781         irq_exit();
1782 }
1783
1784 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1785 {
1786         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1787
1788         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1789
1790         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1791                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1792                         smp_send_reschedule(cpu);
1793                 else
1794                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1795         }
1796 }
1797
1798 void wake_up_if_idle(int cpu)
1799 {
1800         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1801         struct rq_flags rf;
1802
1803         rcu_read_lock();
1804
1805         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1806                 goto out;
1807
1808         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1809                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1810         } else {
1811                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1812                 if (is_idle_task(rq->curr))
1813                         smp_send_reschedule(cpu);
1814                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1815                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1816         }
1817
1818 out:
1819         rcu_read_unlock();
1820 }
1821
1822 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1823 {
1824         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1825 }
1826 #endif /* CONFIG_SMP */
1827
1828 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1829 {
1830         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1831         struct rq_flags rf;
1832
1833 #if defined(CONFIG_SMP)
1834         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1835                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1836                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1837                 return;
1838         }
1839 #endif
1840
1841         rq_lock(rq, &rf);
1842         update_rq_clock(rq);
1843         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1844         rq_unlock(rq, &rf);
1845 }
1846
1847 /*
1848  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1849  *
1850  *  MIGRATION
1851  *
1852  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1853  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1854  * execution on its new CPU [c1].
1855  *
1856  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1857  *
1858  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1859  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1860  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1861  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1862  *
1863  * Transitivity guarantees that B happens after A and C after B.
1864  * Note: we only require RCpc transitivity.
1865  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1866  *
1867  * Example:
1868  *
1869  *   CPU0            CPU1            CPU2
1870  *
1871  *   LOCK rq(0)->lock
1872  *   sched-out X
1873  *   sched-in Y
1874  *   UNLOCK rq(0)->lock
1875  *
1876  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1877  *                                   dequeue X
1878  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1879  *
1880  *                                   LOCK rq(1)->lock
1881  *                                   enqueue X
1882  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1883  *
1884  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1885  *                   sched-out Z
1886  *                   sched-in X
1887  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1888  *
1889  *
1890  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1891  *
1892  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1893  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1894  * chain to provide order. Instead we do:
1895  *
1896  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1897  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1898  *
1899  * Example:
1900  *
1901  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1902  *
1903  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1904  *   dequeue X
1905  *   sched-out X
1906  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1907  *
1908  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1909  *                    X->state = WAKING
1910  *                    set_task_cpu(X,2)
1911  *
1912  *                    LOCK rq(2)->lock
1913  *                    enqueue X
1914  *                    X->state = RUNNING
1915  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1916  *
1917  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1918  *                                          sched-out Z
1919  *                                          sched-in X
1920  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1921  *
1922  *                    UNLOCK X->pi_lock
1923  *   UNLOCK rq(0)->lock
1924  *
1925  *
1926  * However; for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1927  * must observe the state that lead to our wakeup. That is, not only must our
1928  * task observe its own prior state, it must also observe the stores prior to
1929  * its wakeup.
1930  *
1931  * This means that any means of doing remote wakeups must order the CPU doing
1932  * the wakeup against the CPU the task is going to end up running on. This,
1933  * however, is already required for the regular Program-Order guarantee above,
1934  * since the waking CPU is the one issueing the ACQUIRE (smp_cond_load_acquire).
1935  *
1936  */
1937
1938 /**
1939  * try_to_wake_up - wake up a thread
1940  * @p: the thread to be awakened
1941  * @state: the mask of task states that can be woken
1942  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1943  *
1944  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1945  *
1946  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1947  *
1948  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1949  * set_current_state().
1950  *
1951  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1952  *         %false otherwise.
1953  */
1954 static int
1955 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1956 {
1957         unsigned long flags;
1958         int cpu, success = 0;
1959
1960         /*
1961          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1962          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1963          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1964          * set_current_state() the waiting thread does.
1965          */
1966         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1967         smp_mb__after_spinlock();
1968         if (!(p->state & state))
1969                 goto out;
1970
1971         trace_sched_waking(p);
1972
1973         /* We're going to change ->state: */
1974         success = 1;
1975         cpu = task_cpu(p);
1976
1977         /*
1978          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1979          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1980          * in smp_cond_load_acquire() below.
1981          *
1982          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1983          *   [S] p->on_rq = 1;                  [L] P->state
1984          *       UNLOCK rq->lock  -----.
1985          *                              \
1986          *                               +---   RMB
1987          * schedule()                   /
1988          *       LOCK rq->lock    -----'
1989          *       UNLOCK rq->lock
1990          *
1991          * [task p]
1992          *   [S] p->state = UNINTERRUPTIBLE     [L] p->on_rq
1993          *
1994          * Pairs with the UNLOCK+LOCK on rq->lock from the
1995          * last wakeup of our task and the schedule that got our task
1996          * current.
1997          */
1998         smp_rmb();
1999         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2000                 goto stat;
2001
2002 #ifdef CONFIG_SMP
2003         /*
2004          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2005          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2006          *
2007          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2008          * from the runqueue.
2009          *
2010          *  [S] ->on_cpu = 1;   [L] ->on_rq
2011          *      UNLOCK rq->lock
2012          *                      RMB
2013          *      LOCK   rq->lock
2014          *  [S] ->on_rq = 0;    [L] ->on_cpu
2015          *
2016          * Pairs with the full barrier implied in the UNLOCK+LOCK on rq->lock
2017          * from the consecutive calls to schedule(); the first switching to our
2018          * task, the second putting it to sleep.
2019          */
2020         smp_rmb();
2021
2022         /*
2023          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2024          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2025          *
2026          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2027          *
2028          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2029          * their previous state and preserve Program Order.
2030          */
2031         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2032
2033         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2034         p->state = TASK_WAKING;
2035
2036         if (p->in_iowait) {
2037                 delayacct_blkio_end(p);
2038                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2039         }
2040
2041         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2042         if (task_cpu(p) != cpu) {
2043                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2044                 set_task_cpu(p, cpu);
2045         }
2046
2047 #else /* CONFIG_SMP */
2048
2049         if (p->in_iowait) {
2050                 delayacct_blkio_end(p);
2051                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2052         }
2053
2054 #endif /* CONFIG_SMP */
2055
2056         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2057 stat:
2058         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2059 out:
2060         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2061
2062         return success;
2063 }
2064
2065 /**
2066  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2067  * @p: the thread to be awakened
2068  * @rf: request-queue flags for pinning
2069  *
2070  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2071  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2072  * the current task.
2073  */
2074 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2075 {
2076         struct rq *rq = task_rq(p);
2077
2078         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2079             WARN_ON_ONCE(p == current))
2080                 return;
2081
2082         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2083
2084         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2085                 /*
2086                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2087                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2088                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2089                  * not yet picked a replacement task.
2090                  */
2091                 rq_unlock(rq, rf);
2092                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2093                 rq_relock(rq, rf);
2094         }
2095
2096         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2097                 goto out;
2098
2099         trace_sched_waking(p);
2100
2101         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2102                 if (p->in_iowait) {
2103                         delayacct_blkio_end(p);
2104                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2105                 }
2106                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2107         }
2108
2109         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2110         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2111 out:
2112         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2113 }
2114
2115 /**
2116  * wake_up_process - Wake up a specific process
2117  * @p: The process to be woken up.
2118  *
2119  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2120  * processes.
2121  *
2122  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2123  *
2124  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2125  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2126  */
2127 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2128 {
2129         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2130 }
2131 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2132
2133 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2134 {
2135         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2140  * p is forked by current.
2141  *
2142  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2143  */
2144 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2145 {
2146         p->on_rq                        = 0;
2147
2148         p->se.on_rq                     = 0;
2149         p->se.exec_start                = 0;
2150         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2151         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2152         p->se.nr_migrations             = 0;
2153         p->se.vruntime                  = 0;
2154         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2155
2156 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2157         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2158 #endif
2159
2160 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2161         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2162         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2163 #endif
2164
2165         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2166         init_dl_task_timer(&p->dl);
2167         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2168         __dl_clear_params(p);
2169
2170         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2171         p->rt.timeout           = 0;
2172         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2173         p->rt.on_rq             = 0;
2174         p->rt.on_list           = 0;
2175
2176 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2177         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2178 #endif
2179
2180 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2181         if (p->mm && atomic_read(&p->mm->mm_users) == 1) {
2182                 p->mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2183                 p->mm->numa_scan_seq = 0;
2184         }
2185
2186         if (clone_flags & CLONE_VM)
2187                 p->numa_preferred_nid = current->numa_preferred_nid;
2188         else
2189                 p->numa_preferred_nid = -1;
2190
2191         p->node_stamp = 0ULL;
2192         p->numa_scan_seq = p->mm ? p->mm->numa_scan_seq : 0;
2193         p->numa_scan_period = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2194         p->numa_work.next = &p->numa_work;
2195         p->numa_faults = NULL;
2196         p->last_task_numa_placement = 0;
2197         p->last_sum_exec_runtime = 0;
2198
2199         p->numa_group = NULL;
2200 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2201 }
2202
2203 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2204
2205 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2206
2207 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2208 {
2209         if (enabled)
2210                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2211         else
2212                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2213 }
2214
2215 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2216 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2217                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2218 {
2219         struct ctl_table t;
2220         int err;
2221         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2222
2223         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2224                 return -EPERM;
2225
2226         t = *table;
2227         t.data = &state;
2228         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2229         if (err < 0)
2230                 return err;
2231         if (write)
2232                 set_numabalancing_state(state);
2233         return err;
2234 }
2235 #endif
2236 #endif
2237
2238 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2239
2240 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2241 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2242
2243 static void set_schedstats(bool enabled)
2244 {
2245         if (enabled)
2246                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2247         else
2248                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2249 }
2250
2251 void force_schedstat_enabled(void)
2252 {
2253         if (!schedstat_enabled()) {
2254                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2255                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2256         }
2257 }
2258
2259 static int __init setup_schedstats(char *str)
2260 {
2261         int ret = 0;
2262         if (!str)
2263                 goto out;
2264
2265         /*
2266          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2267          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2268          * variable so init_schedstats() can do it later.
2269          */
2270         if (!strcmp(str, "enable")) {
2271                 __sched_schedstats = true;
2272                 ret = 1;
2273         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2274                 __sched_schedstats = false;
2275                 ret = 1;
2276         }
2277 out:
2278         if (!ret)
2279                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2280
2281         return ret;
2282 }
2283 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2284
2285 static void __init init_schedstats(void)
2286 {
2287         set_schedstats(__sched_schedstats);
2288 }
2289
2290 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2291 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2292                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2293 {
2294         struct ctl_table t;
2295         int err;
2296         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2297
2298         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2299                 return -EPERM;
2300
2301         t = *table;
2302         t.data = &state;
2303         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2304         if (err < 0)
2305                 return err;
2306         if (write)
2307                 set_schedstats(state);
2308         return err;
2309 }
2310 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2311 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2312 static inline void init_schedstats(void) {}
2313 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2314
2315 /*
2316  * fork()/clone()-time setup:
2317  */
2318 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2319 {
2320         unsigned long flags;
2321         int cpu = get_cpu();
2322
2323         __sched_fork(clone_flags, p);
2324         /*
2325          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2326          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2327          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2328          */
2329         p->state = TASK_NEW;
2330
2331         /*
2332          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2333          */
2334         p->prio = current->normal_prio;
2335
2336         /*
2337          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2338          */
2339         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2340                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2341                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2342                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2343                         p->rt_priority = 0;
2344                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2345                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2346
2347                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2348                 set_load_weight(p, false);
2349
2350                 /*
2351                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2352                  * fulfilled its duty:
2353                  */
2354                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2355         }
2356
2357         if (dl_prio(p->prio)) {
2358                 put_cpu();
2359                 return -EAGAIN;
2360         } else if (rt_prio(p->prio)) {
2361                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2362         } else {
2363                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2364         }
2365
2366         init_entity_runnable_average(&p->se);
2367
2368         /*
2369          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2370          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2371          * is ran before sched_fork().
2372          *
2373          * Silence PROVE_RCU.
2374          */
2375         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2376         /*
2377          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2378          * so use __set_task_cpu().
2379          */
2380         __set_task_cpu(p, cpu);
2381         if (p->sched_class->task_fork)
2382                 p->sched_class->task_fork(p);
2383         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2384
2385 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2386         if (likely(sched_info_on()))
2387                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2388 #endif
2389 #if defined(CONFIG_SMP)
2390         p->on_cpu = 0;
2391 #endif
2392         init_task_preempt_count(p);
2393 #ifdef CONFIG_SMP
2394         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2395         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2396 #endif
2397
2398         put_cpu();
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2403 {
2404         if (runtime == RUNTIME_INF)
2405                 return BW_UNIT;
2406
2407         /*
2408          * Doing this here saves a lot of checks in all
2409          * the calling paths, and returning zero seems
2410          * safe for them anyway.
2411          */
2412         if (period == 0)
2413                 return 0;
2414
2415         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2420  *
2421  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2422  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2423  * on the runqueue and wakes it.
2424  */
2425 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2426 {
2427         struct rq_flags rf;
2428         struct rq *rq;
2429
2430         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2431         p->state = TASK_RUNNING;
2432 #ifdef CONFIG_SMP
2433         /*
2434          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2435          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2436          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2437          *
2438          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2439          * as we're not fully set-up yet.
2440          */
2441         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2442         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2443 #endif
2444         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2445         update_rq_clock(rq);
2446         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2447
2448         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2449         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2450         trace_sched_wakeup_new(p);
2451         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2452 #ifdef CONFIG_SMP
2453         if (p->sched_class->task_woken) {
2454                 /*
2455                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2456                  * drop it.
2457                  */
2458                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2459                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2460                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2461         }
2462 #endif
2463         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2464 }
2465
2466 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2467
2468 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2469
2470 void preempt_notifier_inc(void)
2471 {
2472         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2473 }
2474 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2475
2476 void preempt_notifier_dec(void)
2477 {
2478         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2479 }
2480 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2481
2482 /**
2483  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2484  * @notifier: notifier struct to register
2485  */
2486 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2487 {
2488         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2489                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2490
2491         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2492 }
2493 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2494
2495 /**
2496  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2497  * @notifier: notifier struct to unregister
2498  *
2499  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2500  */
2501 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2502 {
2503         hlist_del(&notifier->link);
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2506
2507 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2508 {
2509         struct preempt_notifier *notifier;
2510
2511         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2512                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2513 }
2514
2515 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2516 {
2517         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2518                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2519 }
2520
2521 static void
2522 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2523                                    struct task_struct *next)
2524 {
2525         struct preempt_notifier *notifier;
2526
2527         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2528                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2529 }
2530
2531 static __always_inline void
2532 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2533                                  struct task_struct *next)
2534 {
2535         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2536                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2537 }
2538
2539 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2540
2541 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2542 {
2543 }
2544
2545 static inline void
2546 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2547                                  struct task_struct *next)
2548 {
2549 }
2550
2551 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2552
2553 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2554 {
2555 #ifdef CONFIG_SMP
2556         /*
2557          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2558          * such that any running task will have this set.
2559          */
2560         next->on_cpu = 1;
2561 #endif
2562 }
2563
2564 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2565 {
2566 #ifdef CONFIG_SMP
2567         /*
2568          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2569          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2570          * finished.
2571          *
2572          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2573          * happen before this.
2574          *
2575          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2576          */
2577         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2578 #endif
2579 }
2580
2581 static inline void
2582 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2583 {
2584         /*
2585          * Since the runqueue lock will be released by the next
2586          * task (which is an invalid locking op but in the case
2587          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2588          * do an early lockdep release here:
2589          */
2590         rq_unpin_lock(rq, rf);
2591         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2592 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2593         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2594         rq->lock.owner = next;
2595 #endif
2596 }
2597
2598 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2599 {
2600         /*
2601          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2602          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2603          * prev into current:
2604          */
2605         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2606         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2607 }
2608
2609 /*
2610  * NOP if the arch has not defined these:
2611  */
2612
2613 #ifndef prepare_arch_switch
2614 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2615 #endif
2616
2617 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2618 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2619 #endif
2620
2621 /**
2622  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2623  * @rq: the runqueue preparing to switch
2624  * @prev: the current task that is being switched out
2625  * @next: the task we are going to switch to.
2626  *
2627  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2628  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2629  * switch.
2630  *
2631  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2632  * hooks.
2633  */
2634 static inline void
2635 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2636                     struct task_struct *next)
2637 {
2638         sched_info_switch(rq, prev, next);
2639         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2640         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2641         prepare_task(next);
2642         prepare_arch_switch(next);
2643 }
2644
2645 /**
2646  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2647  * @prev: the thread we just switched away from.
2648  *
2649  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2650  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2651  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2652  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2653  *
2654  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2655  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2656  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2657  * details.)
2658  *
2659  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2660  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2661  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2662  * because prev may have moved to another CPU.
2663  */
2664 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2665         __releases(rq->lock)
2666 {
2667         struct rq *rq = this_rq();
2668         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2669         long prev_state;
2670
2671         /*
2672          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2673          * because it left us after:
2674          *
2675          *      schedule()
2676          *        preempt_disable();                    // 1
2677          *        __schedule()
2678          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2679          *
2680          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2681          */
2682         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2683                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2684                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2685                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2686
2687         rq->prev_mm = NULL;
2688
2689         /*
2690          * A task struct has one reference for the use as "current".
2691          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2692          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2693          * the scheduled task must drop that reference.
2694          *
2695          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2696          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2697          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2698          * transition, resulting in a double drop.
2699          */
2700         prev_state = prev->state;
2701         vtime_task_switch(prev);
2702         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2703         finish_task(prev);
2704         finish_lock_switch(rq);
2705         finish_arch_post_lock_switch();
2706
2707         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2708         /*
2709          * When switching through a kernel thread, the loop in
2710          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2711          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2712          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2713          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2714          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2715          *
2716          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2717          *   provided by mmdrop(),
2718          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2719          */
2720         if (mm) {
2721                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2722                 mmdrop(mm);
2723         }
2724         if (unlikely(prev_state & (TASK_DEAD|TASK_PARKED))) {
2725                 switch (prev_state) {
2726                 case TASK_DEAD:
2727                         if (prev->sched_class->task_dead)
2728                                 prev->sched_class->task_dead(prev);
2729
2730                         /*
2731                          * Remove function-return probe instances associated with this
2732                          * task and put them back on the free list.
2733                          */
2734                         kprobe_flush_task(prev);
2735
2736                         /* Task is done with its stack. */
2737                         put_task_stack(prev);
2738
2739                         put_task_struct(prev);
2740                         break;
2741
2742                 case TASK_PARKED:
2743                         kthread_park_complete(prev);
2744                         break;
2745                 }
2746         }
2747
2748         tick_nohz_task_switch();
2749         return rq;
2750 }
2751
2752 #ifdef CONFIG_SMP
2753
2754 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2755 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2756 {
2757         struct callback_head *head, *next;
2758         void (*func)(struct rq *rq);
2759         unsigned long flags;
2760
2761         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2762         head = rq->balance_callback;
2763         rq->balance_callback = NULL;
2764         while (head) {
2765                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2766                 next = head->next;
2767                 head->next = NULL;
2768                 head = next;
2769
2770                 func(rq);
2771         }
2772         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2773 }
2774
2775 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2776 {
2777         if (unlikely(rq->balance_callback))
2778                 __balance_callback(rq);
2779 }
2780
2781 #else
2782
2783 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2784 {
2785 }
2786
2787 #endif
2788
2789 /**
2790  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2791  * @prev: the thread we just switched away from.
2792  */
2793 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2794         __releases(rq->lock)
2795 {
2796         struct rq *rq;
2797
2798         /*
2799          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2800          * finish_task_switch() for details.
2801          *
2802          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2803          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2804          * PREEMPT_COUNT kernels).
2805          */
2806
2807         rq = finish_task_switch(prev);
2808         balance_callback(rq);
2809         preempt_enable();
2810
2811         if (current->set_child_tid)
2812                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2813 }
2814
2815 /*
2816  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2817  */
2818 static __always_inline struct rq *
2819 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2820                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2821 {
2822         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2823
2824         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2825
2826         mm = next->mm;
2827         oldmm = prev->active_mm;
2828         /*
2829          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2830          * combine the page table reload and the switch backend into
2831          * one hypercall.
2832          */
2833         arch_start_context_switch(prev);
2834
2835         /*
2836          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2837          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2838          * Both of these contain the full memory barrier required by
2839          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2840          * user-space.
2841          */
2842         if (!mm) {
2843                 next->active_mm = oldmm;
2844                 mmgrab(oldmm);
2845                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2846         } else
2847                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2848
2849         if (!prev->mm) {
2850                 prev->active_mm = NULL;
2851                 rq->prev_mm = oldmm;
2852         }
2853
2854         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2855
2856         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2857
2858         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2859         switch_to(prev, next, prev);
2860         barrier();
2861
2862         return finish_task_switch(prev);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * nr_running and nr_context_switches:
2867  *
2868  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2869  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2870  */
2871 unsigned long nr_running(void)
2872 {
2873         unsigned long i, sum = 0;
2874
2875         for_each_online_cpu(i)
2876                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2877
2878         return sum;
2879 }
2880
2881 /*
2882  * Check if only the current task is running on the CPU.
2883  *
2884  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2885  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2886  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2887  *
2888  * - from a non-preemptable section (of course)
2889  *
2890  * - from a thread that is bound to a single CPU
2891  *
2892  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2893  */
2894 bool single_task_running(void)
2895 {
2896         return raw_rq()->nr_running == 1;
2897 }
2898 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2899
2900 unsigned long long nr_context_switches(void)
2901 {
2902         int i;
2903         unsigned long long sum = 0;
2904
2905         for_each_possible_cpu(i)
2906                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2907
2908         return sum;
2909 }
2910
2911 /*
2912  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2913  *
2914  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2915  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2916  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2917  *
2918  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2919  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2920  * running and we'd not be idle.
2921  *
2922  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2923  * is broken.
2924  *
2925  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2926  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2927  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2928  * utilising both CPUs.
2929  *
2930  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2931  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2932  *
2933  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2934  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2935  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2936  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2937  *
2938  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2939  */
2940
2941 unsigned long nr_iowait(void)
2942 {
2943         unsigned long i, sum = 0;
2944
2945         for_each_possible_cpu(i)
2946                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2947
2948         return sum;
2949 }
2950
2951 /*
2952  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2953  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2954  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2955  * runnable.
2956  */
2957
2958 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2959 {
2960         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2961         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2962 }
2963
2964 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2965 {
2966         struct rq *rq = this_rq();
2967         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2968         *load = rq->load.weight;
2969 }
2970
2971 #ifdef CONFIG_SMP
2972
2973 /*
2974  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2975  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2976  */
2977 void sched_exec(void)
2978 {
2979         struct task_struct *p = current;
2980         unsigned long flags;
2981         int dest_cpu;
2982
2983         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2984         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2985         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2986                 goto unlock;
2987
2988         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2989                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2990
2991                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2992                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2993                 return;
2994         }
2995 unlock:
2996         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2997 }
2998
2999 #endif
3000
3001 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3002 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3003
3004 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3005 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3006
3007 /*
3008  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3009  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3010  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3011  * Prefetching this data results in improved performance.
3012  */
3013 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3014 {
3015 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3016         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3017 #else
3018         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3019 #endif
3020         prefetch(curr);
3021         prefetch(&curr->exec_start);
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Return accounted runtime for the task.
3026  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3027  * pending runtime that have not been accounted yet.
3028  */
3029 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3030 {
3031         struct rq_flags rf;
3032         struct rq *rq;
3033         u64 ns;
3034
3035 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3036         /*
3037          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3038          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3039          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3040          *
3041          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3042          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3043          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3044          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3045          * been accounted, so we're correct here as well.
3046          */
3047         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3048                 return p->se.sum_exec_runtime;
3049 #endif
3050
3051         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3052         /*
3053          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3054          * project cycles that may never be accounted to this
3055          * thread, breaking clock_gettime().
3056          */
3057         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3058                 prefetch_curr_exec_start(p);
3059                 update_rq_clock(rq);
3060                 p->sched_class->update_curr(rq);
3061         }
3062         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3063         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3064
3065         return ns;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3070  * We call it with interrupts disabled.
3071  */
3072 void scheduler_tick(void)
3073 {
3074         int cpu = smp_processor_id();
3075         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3076         struct task_struct *curr = rq->curr;
3077         struct rq_flags rf;
3078
3079         sched_clock_tick();
3080
3081         rq_lock(rq, &rf);
3082
3083         update_rq_clock(rq);
3084         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3085         cpu_load_update_active(rq);
3086         calc_global_load_tick(rq);
3087
3088         rq_unlock(rq, &rf);
3089
3090         perf_event_task_tick();
3091
3092 #ifdef CONFIG_SMP
3093         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3094         trigger_load_balance(rq);
3095 #endif
3096 }
3097
3098 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3099
3100 struct tick_work {
3101         int                     cpu;
3102         struct delayed_work     work;
3103 };
3104
3105 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3106
3107 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3108 {
3109         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3110         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3111         int cpu = twork->cpu;
3112         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3113         struct rq_flags rf;
3114
3115         /*
3116          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3117          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3118          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3119          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3120          * of when exactly it is running.
3121          */
3122         if (!idle_cpu(cpu) && tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu)) {
3123                 struct task_struct *curr;
3124                 u64 delta;
3125
3126                 rq_lock_irq(rq, &rf);
3127                 update_rq_clock(rq);
3128                 curr = rq->curr;
3129                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3130
3131                 /*
3132                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3133                  * amount of time.
3134                  */
3135                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3136                 curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3137                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3138         }
3139
3140         /*
3141          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3142          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3143          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3144          */
3145         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3146 }
3147
3148 static void sched_tick_start(int cpu)
3149 {
3150         struct tick_work *twork;
3151
3152         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3153                 return;
3154
3155         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3156
3157         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3158         twork->cpu = cpu;
3159         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3160         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3161 }
3162
3163 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3164 static void sched_tick_stop(int cpu)
3165 {
3166         struct tick_work *twork;
3167
3168         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3169                 return;
3170
3171         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3172
3173         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3174         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3175 }
3176 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3177
3178 int __init sched_tick_offload_init(void)
3179 {
3180         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3181         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3182
3183         return 0;
3184 }
3185
3186 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3187 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3188 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3189 #endif
3190
3191 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3192                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
3193 /*
3194  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3195  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3196  */
3197 static inline void preempt_latency_start(int val)
3198 {
3199         if (preempt_count() == val) {
3200                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3201 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3202                 current->preempt_disable_ip = ip;
3203 #endif
3204                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3205         }
3206 }
3207
3208 void preempt_count_add(int val)
3209 {
3210 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3211         /*
3212          * Underflow?
3213          */
3214         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3215                 return;
3216 #endif
3217         __preempt_count_add(val);
3218 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3219         /*
3220          * Spinlock count overflowing soon?
3221          */
3222         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3223                                 PREEMPT_MASK - 10);
3224 #endif
3225         preempt_latency_start(val);
3226 }
3227 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3228 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3229
3230 /*
3231  * If the value passed in equals to the current preempt count
3232  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3233  */
3234 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3235 {
3236         if (preempt_count() == val)
3237                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3238 }
3239
3240 void preempt_count_sub(int val)
3241 {
3242 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3243         /*
3244          * Underflow?
3245          */
3246         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3247                 return;
3248         /*
3249          * Is the spinlock portion underflowing?
3250          */
3251         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3252                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3253                 return;
3254 #endif
3255
3256         preempt_latency_stop(val);
3257         __preempt_count_sub(val);
3258 }
3259 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3260 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3261
3262 #else
3263 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3264 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3265 #endif
3266
3267 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3268 {
3269 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3270         return p->preempt_disable_ip;
3271 #else
3272         return 0;
3273 #endif
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Print scheduling while atomic bug:
3278  */
3279 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3280 {
3281         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3282         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3283
3284         if (oops_in_progress)
3285                 return;
3286
3287         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3288                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3289
3290         debug_show_held_locks(prev);
3291         print_modules();
3292         if (irqs_disabled())
3293                 print_irqtrace_events(prev);
3294         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3295             && in_atomic_preempt_off()) {
3296                 pr_err("Preemption disabled at:");
3297                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3298                 pr_cont("\n");
3299         }
3300         if (panic_on_warn)
3301                 panic("scheduling while atomic\n");
3302
3303         dump_stack();
3304         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3305 }
3306
3307 /*
3308  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3309  */
3310 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3311 {
3312 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3313         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3314                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3315 #endif
3316
3317         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3318                 __schedule_bug(prev);
3319                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3320         }
3321         rcu_sleep_check();
3322
3323         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3324
3325         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Pick up the highest-prio task:
3330  */
3331 static inline struct task_struct *
3332 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3333 {
3334         const struct sched_class *class;
3335         struct task_struct *p;
3336
3337         /*
3338          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3339          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3340          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3341          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3342          */
3343         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3344                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3345                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3346
3347                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3348                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3349                         goto again;
3350
3351                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3352                 if (unlikely(!p))
3353                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3354
3355                 return p;
3356         }
3357
3358 again:
3359         for_each_class(class) {
3360                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3361                 if (p) {
3362                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3363                                 goto again;
3364                         return p;
3365                 }
3366         }
3367
3368         /* The idle class should always have a runnable task: */
3369         BUG();
3370 }
3371
3372 /*
3373  * __schedule() is the main scheduler function.
3374  *
3375  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3376  *
3377  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3378  *
3379  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3380  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3381  *
3382  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3383  *      interrupt handler scheduler_tick().
3384  *
3385  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3386  *      task to the run-queue and that's it.
3387  *
3388  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3389  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3390  *      called on the nearest possible occasion:
3391  *
3392  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3393  *
3394  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3395  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3396  *           spin_unlock()!)
3397  *
3398  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3399  *           preemptible context
3400  *
3401  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3402  *         then at the next:
3403  *
3404  *          - cond_resched() call
3405  *          - explicit schedule() call
3406  *          - return from syscall or exception to user-space
3407  *          - return from interrupt-handler to user-space
3408  *
3409  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3410  */
3411 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3412 {
3413         struct task_struct *prev, *next;
3414         unsigned long *switch_count;
3415         struct rq_flags rf;
3416         struct rq *rq;
3417         int cpu;
3418
3419         cpu = smp_processor_id();
3420         rq = cpu_rq(cpu);
3421         prev = rq->curr;
3422
3423         schedule_debug(prev);
3424
3425         if (sched_feat(HRTICK))
3426                 hrtick_clear(rq);
3427
3428         local_irq_disable();
3429         rcu_note_context_switch(preempt);
3430
3431         /*
3432          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3433          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3434          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3435          *
3436          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3437          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3438          */
3439         rq_lock(rq, &rf);
3440         smp_mb__after_spinlock();
3441
3442         /* Promote REQ to ACT */
3443         rq->clock_update_flags <<= 1;
3444         update_rq_clock(rq);
3445
3446         switch_count = &prev->nivcsw;
3447         if (!preempt && prev->state) {
3448                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3449                         prev->state = TASK_RUNNING;
3450                 } else {
3451                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3452                         prev->on_rq = 0;
3453
3454                         if (prev->in_iowait) {
3455                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3456                                 delayacct_blkio_start();
3457                         }
3458
3459                         /*
3460                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3461                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3462                          * concurrency.
3463                          */
3464                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3465                                 struct task_struct *to_wakeup;
3466
3467                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3468                                 if (to_wakeup)
3469                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3470                         }
3471                 }
3472                 switch_count = &prev->nvcsw;
3473         }
3474
3475         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3476         clear_tsk_need_resched(prev);
3477         clear_preempt_need_resched();
3478
3479         if (likely(prev != next)) {
3480                 rq->nr_switches++;
3481                 rq->curr = next;
3482                 /*
3483                  * The membarrier system call requires each architecture
3484                  * to have a full memory barrier after updating
3485                  * rq->curr, before returning to user-space.
3486                  *
3487                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3488                  * various architectures:
3489                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3490                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3491                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3492                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3493                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3494                  *   is a RELEASE barrier),
3495                  */
3496                 ++*switch_count;
3497
3498                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3499
3500                 /* Also unlocks the rq: */
3501                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3502         } else {
3503                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3504                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3505         }
3506
3507         balance_callback(rq);
3508 }
3509
3510 void __noreturn do_task_dead(void)
3511 {
3512         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3513         set_special_state(TASK_DEAD);
3514
3515         /* Tell freezer to ignore us: */
3516         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3517
3518         __schedule(false);
3519         BUG();
3520
3521         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3522         for (;;)
3523                 cpu_relax();
3524 }
3525
3526 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3527 {
3528         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3529                 return;
3530         /*
3531          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3532          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3533          */
3534         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3535                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3536 }
3537
3538 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3539 {
3540         struct task_struct *tsk = current;
3541
3542         sched_submit_work(tsk);
3543         do {
3544                 preempt_disable();
3545                 __schedule(false);
3546                 sched_preempt_enable_no_resched();
3547         } while (need_resched());
3548 }
3549 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3550
3551 /*
3552  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3553  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3554  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3555  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3556  * (schedule out non-voluntarily).
3557  *
3558  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3559  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3560  */
3561 void __sched schedule_idle(void)
3562 {
3563         /*
3564          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3565          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3566          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3567          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3568          * TASK_RUNNING state.
3569          */
3570         WARN_ON_ONCE(current->state);
3571         do {
3572                 __schedule(false);
3573         } while (need_resched());
3574 }
3575
3576 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3577 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3578 {
3579         /*
3580          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3581          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3582          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3583          * we find a better solution.
3584          *
3585          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3586          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3587          * too frequently to make sense yet.
3588          */
3589         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3590         schedule();
3591         exception_exit(prev_state);
3592 }
3593 #endif
3594
3595 /**
3596  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3597  *
3598  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3599  */
3600 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3601 {
3602         sched_preempt_enable_no_resched();
3603         schedule();
3604         preempt_disable();
3605 }
3606
3607 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3608 {
3609         do {
3610                 /*
3611                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3612                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3613                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3614                  * by the function tracer will call this function again and
3615                  * cause infinite recursion.
3616                  *
3617                  * Preemption must be disabled here before the function
3618                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3619                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3620                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3621                  * which can also be traced by the function tracer.
3622                  */
3623                 preempt_disable_notrace();
3624                 preempt_latency_start(1);
3625                 __schedule(true);
3626                 preempt_latency_stop(1);
3627                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3628
3629                 /*
3630