Merge tag 'trace-v4.19' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rostedt...
[muen/linux.git] / kernel / sched / core.c
1 /*
2  *  kernel/sched/core.c
3  *
4  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  */
8 #include "sched.h"
9
10 #include <linux/nospec.h>
11
12 #include <linux/kcov.h>
13
14 #include <asm/switch_to.h>
15 #include <asm/tlb.h>
16
17 #include "../workqueue_internal.h"
18 #include "../smpboot.h"
19
20 #include "pelt.h"
21
22 #define CREATE_TRACE_POINTS
23 #include <trace/events/sched.h>
24
25 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
26
27 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
28 /*
29  * Debugging: various feature bits
30  *
31  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
32  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
33  * at compile time and compiler optimization based on features default.
34  */
35 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
36         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
37 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
38 #include "features.h"
39         0;
40 #undef SCHED_FEAT
41 #endif
42
43 /*
44  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
45  * Limited because this is done with IRQs disabled.
46  */
47 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
48
49 /*
50  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
51  * default: 1s
52  */
53 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
54
55 __read_mostly int scheduler_running;
56
57 /*
58  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
59  * default: 0.95s
60  */
61 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
62
63 /*
64  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
65  */
66 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
67         __acquires(rq->lock)
68 {
69         struct rq *rq;
70
71         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
72
73         for (;;) {
74                 rq = task_rq(p);
75                 raw_spin_lock(&rq->lock);
76                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
77                         rq_pin_lock(rq, rf);
78                         return rq;
79                 }
80                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
81
82                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
83                         cpu_relax();
84         }
85 }
86
87 /*
88  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
89  */
90 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
91         __acquires(p->pi_lock)
92         __acquires(rq->lock)
93 {
94         struct rq *rq;
95
96         for (;;) {
97                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
98                 rq = task_rq(p);
99                 raw_spin_lock(&rq->lock);
100                 /*
101                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
102                  *
103                  *      ACQUIRE (rq->lock)
104                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
105                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
106                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
107                  *                                      [L] ->on_rq
108                  *      RELEASE (rq->lock)
109                  *
110                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock, the acquire of
111                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
112                  *
113                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock, the acquire will
114                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
115                  */
116                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
117                         rq_pin_lock(rq, rf);
118                         return rq;
119                 }
120                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
121                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
122
123                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
124                         cpu_relax();
125         }
126 }
127
128 /*
129  * RQ-clock updating methods:
130  */
131
132 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
133 {
134 /*
135  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
136  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
137  */
138 #if defined(CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING) || defined(CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING)
139         s64 steal = 0, irq_delta = 0;
140 #endif
141 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
142         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
143
144         /*
145          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
146          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
147          * {soft,}irq region.
148          *
149          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
150          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
151          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
152          * monotonic.
153          *
154          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
155          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
156          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
157          * atomic ops.
158          */
159         if (irq_delta > delta)
160                 irq_delta = delta;
161
162         rq->prev_irq_time += irq_delta;
163         delta -= irq_delta;
164 #endif
165 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
166         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
167                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
168                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
169
170                 if (unlikely(steal > delta))
171                         steal = delta;
172
173                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
174                 delta -= steal;
175         }
176 #endif
177
178         rq->clock_task += delta;
179
180 #ifdef HAVE_SCHED_AVG_IRQ
181         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
182                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
183 #endif
184 }
185
186 void update_rq_clock(struct rq *rq)
187 {
188         s64 delta;
189
190         lockdep_assert_held(&rq->lock);
191
192         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
193                 return;
194
195 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
196         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
197                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
198         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
199 #endif
200
201         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
202         if (delta < 0)
203                 return;
204         rq->clock += delta;
205         update_rq_clock_task(rq, delta);
206 }
207
208
209 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
210 /*
211  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
212  */
213
214 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
215 {
216         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
217                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
218 }
219
220 /*
221  * High-resolution timer tick.
222  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
223  */
224 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
225 {
226         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
227         struct rq_flags rf;
228
229         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
230
231         rq_lock(rq, &rf);
232         update_rq_clock(rq);
233         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
234         rq_unlock(rq, &rf);
235
236         return HRTIMER_NORESTART;
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SMP
240
241 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
242 {
243         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
244
245         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
246 }
247
248 /*
249  * called from hardirq (IPI) context
250  */
251 static void __hrtick_start(void *arg)
252 {
253         struct rq *rq = arg;
254         struct rq_flags rf;
255
256         rq_lock(rq, &rf);
257         __hrtick_restart(rq);
258         rq->hrtick_csd_pending = 0;
259         rq_unlock(rq, &rf);
260 }
261
262 /*
263  * Called to set the hrtick timer state.
264  *
265  * called with rq->lock held and irqs disabled
266  */
267 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
268 {
269         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
270         ktime_t time;
271         s64 delta;
272
273         /*
274          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
275          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
276          */
277         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
278         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
279
280         hrtimer_set_expires(timer, time);
281
282         if (rq == this_rq()) {
283                 __hrtick_restart(rq);
284         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
285                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
286                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
287         }
288 }
289
290 #else
291 /*
292  * Called to set the hrtick timer state.
293  *
294  * called with rq->lock held and irqs disabled
295  */
296 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
297 {
298         /*
299          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
300          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
301          */
302         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
303         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
304                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED);
305 }
306 #endif /* CONFIG_SMP */
307
308 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
309 {
310 #ifdef CONFIG_SMP
311         rq->hrtick_csd_pending = 0;
312
313         rq->hrtick_csd.flags = 0;
314         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
315         rq->hrtick_csd.info = rq;
316 #endif
317
318         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
319         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
320 }
321 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
322 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
323 {
324 }
325
326 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
327 {
328 }
329 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
330
331 /*
332  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
333  */
334 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
335         ({                                                              \
336                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
337                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
338                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
339                                                                         \
340                 for (;;) {                                              \
341                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
342                         if (_old == _val)                               \
343                                 break;                                  \
344                         _val = _old;                                    \
345                 }                                                       \
346         _old;                                                           \
347 })
348
349 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
350 /*
351  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
352  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
353  * spurious IPIs.
354  */
355 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
356 {
357         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
358         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
359 }
360
361 /*
362  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
363  *
364  * If this returns true, then the idle task promises to call
365  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
366  */
367 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
368 {
369         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
370         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
371
372         for (;;) {
373                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
374                         return false;
375                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
376                         return true;
377                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
378                 if (old == val)
379                         break;
380                 val = old;
381         }
382         return true;
383 }
384
385 #else
386 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
387 {
388         set_tsk_need_resched(p);
389         return true;
390 }
391
392 #ifdef CONFIG_SMP
393 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
394 {
395         return false;
396 }
397 #endif
398 #endif
399
400 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
401 {
402         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
403
404         /*
405          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
406          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
407          * wakeup due to that.
408          *
409          * This cmpxchg() executes a full barrier, which pairs with the full
410          * barrier executed by the wakeup in wake_up_q().
411          */
412         if (cmpxchg(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL))
413                 return;
414
415         get_task_struct(task);
416
417         /*
418          * The head is context local, there can be no concurrency.
419          */
420         *head->lastp = node;
421         head->lastp = &node->next;
422 }
423
424 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
425 {
426         struct wake_q_node *node = head->first;
427
428         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
429                 struct task_struct *task;
430
431                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
432                 BUG_ON(!task);
433                 /* Task can safely be re-inserted now: */
434                 node = node->next;
435                 task->wake_q.next = NULL;
436
437                 /*
438                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
439                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
440                  */
441                 wake_up_process(task);
442                 put_task_struct(task);
443         }
444 }
445
446 /*
447  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
448  *
449  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
450  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
451  * the target CPU.
452  */
453 void resched_curr(struct rq *rq)
454 {
455         struct task_struct *curr = rq->curr;
456         int cpu;
457
458         lockdep_assert_held(&rq->lock);
459
460         if (test_tsk_need_resched(curr))
461                 return;
462
463         cpu = cpu_of(rq);
464
465         if (cpu == smp_processor_id()) {
466                 set_tsk_need_resched(curr);
467                 set_preempt_need_resched();
468                 return;
469         }
470
471         if (set_nr_and_not_polling(curr))
472                 smp_send_reschedule(cpu);
473         else
474                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
475 }
476
477 void resched_cpu(int cpu)
478 {
479         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
480         unsigned long flags;
481
482         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
483         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
484                 resched_curr(rq);
485         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
486 }
487
488 #ifdef CONFIG_SMP
489 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
490 /*
491  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
492  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
493  *
494  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
495  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
496  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
497  */
498 int get_nohz_timer_target(void)
499 {
500         int i, cpu = smp_processor_id();
501         struct sched_domain *sd;
502
503         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
504                 return cpu;
505
506         rcu_read_lock();
507         for_each_domain(cpu, sd) {
508                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
509                         if (cpu == i)
510                                 continue;
511
512                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
513                                 cpu = i;
514                                 goto unlock;
515                         }
516                 }
517         }
518
519         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
520                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
521 unlock:
522         rcu_read_unlock();
523         return cpu;
524 }
525
526 /*
527  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
528  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
529  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
530  * idle system the next event might even be infinite time into the
531  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
532  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
533  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
534  * wheel for the next timer event.
535  */
536 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
537 {
538         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
539
540         if (cpu == smp_processor_id())
541                 return;
542
543         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
544                 smp_send_reschedule(cpu);
545         else
546                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
547 }
548
549 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
550 {
551         /*
552          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
553          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
554          * If needed we can still optimize that later with an
555          * empty IRQ.
556          */
557         if (cpu_is_offline(cpu))
558                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
559         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
560                 if (cpu != smp_processor_id() ||
561                     tick_nohz_tick_stopped())
562                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
563                 return true;
564         }
565
566         return false;
567 }
568
569 /*
570  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
571  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
572  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
573  */
574 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
575 {
576         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
577                 wake_up_idle_cpu(cpu);
578 }
579
580 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
581 {
582         int cpu = smp_processor_id();
583
584         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
585                 return false;
586
587         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
588                 return true;
589
590         /*
591          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
592          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
593          */
594         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
595         return false;
596 }
597
598 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
599
600 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
601 {
602         return false;
603 }
604
605 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
606
607 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
608 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
609 {
610         int fifo_nr_running;
611
612         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
613         if (rq->dl.dl_nr_running)
614                 return false;
615
616         /*
617          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
618          * actual RR behaviour.
619          */
620         if (rq->rt.rr_nr_running) {
621                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
622                         return true;
623                 else
624                         return false;
625         }
626
627         /*
628          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
629          * forced preemption between FIFO tasks.
630          */
631         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
632         if (fifo_nr_running)
633                 return true;
634
635         /*
636          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
637          * if there's more than one we need the tick for involuntary
638          * preemption.
639          */
640         if (rq->nr_running > 1)
641                 return false;
642
643         return true;
644 }
645 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
646 #endif /* CONFIG_SMP */
647
648 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
649                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
650 /*
651  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
652  * node and @up when leaving it for the final time.
653  *
654  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
655  */
656 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
657                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
658 {
659         struct task_group *parent, *child;
660         int ret;
661
662         parent = from;
663
664 down:
665         ret = (*down)(parent, data);
666         if (ret)
667                 goto out;
668         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
669                 parent = child;
670                 goto down;
671
672 up:
673                 continue;
674         }
675         ret = (*up)(parent, data);
676         if (ret || parent == from)
677                 goto out;
678
679         child = parent;
680         parent = parent->parent;
681         if (parent)
682                 goto up;
683 out:
684         return ret;
685 }
686
687 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
688 {
689         return 0;
690 }
691 #endif
692
693 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
694 {
695         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
696         struct load_weight *load = &p->se.load;
697
698         /*
699          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
700          */
701         if (idle_policy(p->policy)) {
702                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
703                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
704                 return;
705         }
706
707         /*
708          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
709          * weight
710          */
711         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
712                 reweight_task(p, prio);
713         } else {
714                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
715                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
716         }
717 }
718
719 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
720 {
721         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
722                 update_rq_clock(rq);
723
724         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE))
725                 sched_info_queued(rq, p);
726
727         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
728 }
729
730 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
731 {
732         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
733                 update_rq_clock(rq);
734
735         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE))
736                 sched_info_dequeued(rq, p);
737
738         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
739 }
740
741 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
742 {
743         if (task_contributes_to_load(p))
744                 rq->nr_uninterruptible--;
745
746         enqueue_task(rq, p, flags);
747 }
748
749 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
750 {
751         if (task_contributes_to_load(p))
752                 rq->nr_uninterruptible++;
753
754         dequeue_task(rq, p, flags);
755 }
756
757 /*
758  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
759  */
760 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
761 {
762         return p->static_prio;
763 }
764
765 /*
766  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
767  * without taking RT-inheritance into account. Might be
768  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
769  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
770  * estimator recalculates.
771  */
772 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
773 {
774         int prio;
775
776         if (task_has_dl_policy(p))
777                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
778         else if (task_has_rt_policy(p))
779                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
780         else
781                 prio = __normal_prio(p);
782         return prio;
783 }
784
785 /*
786  * Calculate the current priority, i.e. the priority
787  * taken into account by the scheduler. This value might
788  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
789  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
790  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
791  */
792 static int effective_prio(struct task_struct *p)
793 {
794         p->normal_prio = normal_prio(p);
795         /*
796          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
797          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
798          * to the normal priority:
799          */
800         if (!rt_prio(p->prio))
801                 return p->normal_prio;
802         return p->prio;
803 }
804
805 /**
806  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
807  * @p: the task in question.
808  *
809  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
810  */
811 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
812 {
813         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
814 }
815
816 /*
817  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
818  * use the balance_callback list if you want balancing.
819  *
820  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
821  * balance_callback().
822  */
823 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
824                                        const struct sched_class *prev_class,
825                                        int oldprio)
826 {
827         if (prev_class != p->sched_class) {
828                 if (prev_class->switched_from)
829                         prev_class->switched_from(rq, p);
830
831                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
832         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
833                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
834 }
835
836 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
837 {
838         const struct sched_class *class;
839
840         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
841                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
842         } else {
843                 for_each_class(class) {
844                         if (class == rq->curr->sched_class)
845                                 break;
846                         if (class == p->sched_class) {
847                                 resched_curr(rq);
848                                 break;
849                         }
850                 }
851         }
852
853         /*
854          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
855          * this case, we can save a useless back to back clock update.
856          */
857         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
858                 rq_clock_skip_update(rq);
859 }
860
861 #ifdef CONFIG_SMP
862
863 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
864 {
865         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
866                 return false;
867
868         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
869                 return false;
870
871         return true;
872 }
873
874 /*
875  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !actie && online CPUs, see
876  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
877  */
878 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
879 {
880         if (!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
881                 return false;
882
883         if (is_per_cpu_kthread(p))
884                 return cpu_online(cpu);
885
886         return cpu_active(cpu);
887 }
888
889 /*
890  * This is how migration works:
891  *
892  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
893  *    stop_one_cpu().
894  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
895  *    off the CPU)
896  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
897  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
898  *    it and puts it into the right queue.
899  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
900  *    is done.
901  */
902
903 /*
904  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
905  *
906  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
907  */
908 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
909                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
910 {
911         lockdep_assert_held(&rq->lock);
912
913         p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
914         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
915         set_task_cpu(p, new_cpu);
916         rq_unlock(rq, rf);
917
918         rq = cpu_rq(new_cpu);
919
920         rq_lock(rq, rf);
921         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
922         enqueue_task(rq, p, 0);
923         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
924         check_preempt_curr(rq, p, 0);
925
926         return rq;
927 }
928
929 struct migration_arg {
930         struct task_struct *task;
931         int dest_cpu;
932 };
933
934 /*
935  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
936  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
937  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
938  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
939  *
940  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
941  * as the task is no longer on this CPU.
942  */
943 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
944                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
945 {
946         /* Affinity changed (again). */
947         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
948                 return rq;
949
950         update_rq_clock(rq);
951         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
952
953         return rq;
954 }
955
956 /*
957  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
958  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
959  * 'pushing' onto another runqueue.
960  */
961 static int migration_cpu_stop(void *data)
962 {
963         struct migration_arg *arg = data;
964         struct task_struct *p = arg->task;
965         struct rq *rq = this_rq();
966         struct rq_flags rf;
967
968         /*
969          * The original target CPU might have gone down and we might
970          * be on another CPU but it doesn't matter.
971          */
972         local_irq_disable();
973         /*
974          * We need to explicitly wake pending tasks before running
975          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_allowed
976          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
977          */
978         sched_ttwu_pending();
979
980         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
981         rq_lock(rq, &rf);
982         /*
983          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
984          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
985          * we're holding p->pi_lock.
986          */
987         if (task_rq(p) == rq) {
988                 if (task_on_rq_queued(p))
989                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
990                 else
991                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
992         }
993         rq_unlock(rq, &rf);
994         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
995
996         local_irq_enable();
997         return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1002  * actually call this function.
1003  */
1004 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1005 {
1006         cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
1007         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1008 }
1009
1010 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1011 {
1012         struct rq *rq = task_rq(p);
1013         bool queued, running;
1014
1015         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1016
1017         queued = task_on_rq_queued(p);
1018         running = task_current(rq, p);
1019
1020         if (queued) {
1021                 /*
1022                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1023                  * holding rq->lock.
1024                  */
1025                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1026                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1027         }
1028         if (running)
1029                 put_prev_task(rq, p);
1030
1031         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1032
1033         if (queued)
1034                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1035         if (running)
1036                 set_curr_task(rq, p);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1041  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1042  * is removed from the allowed bitmask.
1043  *
1044  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1045  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1046  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1047  */
1048 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1049                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1050 {
1051         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1052         unsigned int dest_cpu;
1053         struct rq_flags rf;
1054         struct rq *rq;
1055         int ret = 0;
1056
1057         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1058         update_rq_clock(rq);
1059
1060         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1061                 /*
1062                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1063                  */
1064                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1065         }
1066
1067         /*
1068          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1069          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1070          */
1071         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1072                 ret = -EINVAL;
1073                 goto out;
1074         }
1075
1076         if (cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))
1077                 goto out;
1078
1079         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1080                 ret = -EINVAL;
1081                 goto out;
1082         }
1083
1084         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1085
1086         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1087                 /*
1088                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1089                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1090                  */
1091                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1092                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1093                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1094         }
1095
1096         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1097         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1098                 goto out;
1099
1100         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1101         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1102                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1103                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1104                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1105                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1106                 tlb_migrate_finish(p->mm);
1107                 return 0;
1108         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1109                 /*
1110                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1111                  * afterwards anyway.
1112                  */
1113                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1114         }
1115 out:
1116         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1117
1118         return ret;
1119 }
1120
1121 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1122 {
1123         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1126
1127 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1128 {
1129 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1130         /*
1131          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1132          * ttwu() will sort out the placement.
1133          */
1134         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1135                         !p->on_rq);
1136
1137         /*
1138          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1139          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1140          * time relying on p->on_rq.
1141          */
1142         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1143                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1144                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1145
1146 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1147         /*
1148          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1149          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1150          *
1151          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1152          * see task_group().
1153          *
1154          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1155          * task_rq_lock().
1156          */
1157         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1158                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1159 #endif
1160         /*
1161          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1162          */
1163         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1164 #endif
1165
1166         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1167
1168         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1169                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1170                         p->sched_class->migrate_task_rq(p);
1171                 p->se.nr_migrations++;
1172                 rseq_migrate(p);
1173                 perf_event_task_migrate(p);
1174         }
1175
1176         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1177 }
1178
1179 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1180 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1181 {
1182         if (task_on_rq_queued(p)) {
1183                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1184                 struct rq_flags srf, drf;
1185
1186                 src_rq = task_rq(p);
1187                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1188
1189                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1190                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1191
1192                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1193                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1194                 set_task_cpu(p, cpu);
1195                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1196                 p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1197                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1198
1199                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1200                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1201
1202         } else {
1203                 /*
1204                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1205                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1206                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1207                  */
1208                 p->wake_cpu = cpu;
1209         }
1210 }
1211
1212 struct migration_swap_arg {
1213         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1214         int src_cpu, dst_cpu;
1215 };
1216
1217 static int migrate_swap_stop(void *data)
1218 {
1219         struct migration_swap_arg *arg = data;
1220         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1221         int ret = -EAGAIN;
1222
1223         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1224                 return -EAGAIN;
1225
1226         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1227         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1228
1229         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1230                         &arg->dst_task->pi_lock);
1231         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1232
1233         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1234                 goto unlock;
1235
1236         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1237                 goto unlock;
1238
1239         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, &arg->src_task->cpus_allowed))
1240                 goto unlock;
1241
1242         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, &arg->dst_task->cpus_allowed))
1243                 goto unlock;
1244
1245         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1246         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1247
1248         ret = 0;
1249
1250 unlock:
1251         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1252         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1253         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1254
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Cross migrate two tasks
1260  */
1261 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1262                 int target_cpu, int curr_cpu)
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 = curr_cpu,
1270                 .dst_task = p,
1271                 .dst_cpu = target_cpu,
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 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1297
1298 /*
1299  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1300  *
1301  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1302  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1303  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1304  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1305  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1306  * @p has remained unscheduled the whole time.
1307  *
1308  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1309  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1310  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1311  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1312  * waiting to become inactive.
1313  */
1314 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1315 {
1316         int running, queued;
1317         struct rq_flags rf;
1318         unsigned long ncsw;
1319         struct rq *rq;
1320
1321         for (;;) {
1322                 /*
1323                  * We do the initial early heuristics without holding
1324                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1325                  * the runqueue lock when things look like they will
1326                  * work out!
1327                  */
1328                 rq = task_rq(p);
1329
1330                 /*
1331                  * If the task is actively running on another CPU
1332                  * still, just relax and busy-wait without holding
1333                  * any locks.
1334                  *
1335                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1336                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1337                  * But we don't care, since "task_running()" will
1338                  * return false if the runqueue has changed and p
1339                  * is actually now running somewhere else!
1340                  */
1341                 while (task_running(rq, p)) {
1342                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1343                                 return 0;
1344                         cpu_relax();
1345                 }
1346
1347                 /*
1348                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1349                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1350                  * just go back and repeat.
1351                  */
1352                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1353                 trace_sched_wait_task(p);
1354                 running = task_running(rq, p);
1355                 queued = task_on_rq_queued(p);
1356                 ncsw = 0;
1357                 if (!match_state || p->state == match_state)
1358                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1359                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1360
1361                 /*
1362                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1363                  */
1364                 if (unlikely(!ncsw))
1365                         break;
1366
1367                 /*
1368                  * Was it really running after all now that we
1369                  * checked with the proper locks actually held?
1370                  *
1371                  * Oops. Go back and try again..
1372                  */
1373                 if (unlikely(running)) {
1374                         cpu_relax();
1375                         continue;
1376                 }
1377
1378                 /*
1379                  * It's not enough that it's not actively running,
1380                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1381                  * preempted!
1382                  *
1383                  * So if it was still runnable (but just not actively
1384                  * running right now), it's preempted, and we should
1385                  * yield - it could be a while.
1386                  */
1387                 if (unlikely(queued)) {
1388                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1389
1390                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1391                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1392                         continue;
1393                 }
1394
1395                 /*
1396                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1397                  * runnable, which means that it will never become
1398                  * running in the future either. We're all done!
1399                  */
1400                 break;
1401         }
1402
1403         return ncsw;
1404 }
1405
1406 /***
1407  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1408  * @p: the to-be-kicked thread
1409  *
1410  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1411  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1412  *
1413  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1414  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1415  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1416  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1417  * achieved as well.
1418  */
1419 void kick_process(struct task_struct *p)
1420 {
1421         int cpu;
1422
1423         preempt_disable();
1424         cpu = task_cpu(p);
1425         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1426                 smp_send_reschedule(cpu);
1427         preempt_enable();
1428 }
1429 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1430
1431 /*
1432  * ->cpus_allowed is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1433  *
1434  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1435  *
1436  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1437  *
1438  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1439  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1440  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1441  *    see it.
1442  *
1443  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1444  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1445  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1446  *    off.
1447  *
1448  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1449  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1450  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1451  * to satisfy the above rules.
1452  */
1453 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1454 {
1455         int nid = cpu_to_node(cpu);
1456         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1457         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1458         int dest_cpu;
1459
1460         /*
1461          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1462          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1463          * select the CPU on the other node.
1464          */
1465         if (nid != -1) {
1466                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1467
1468                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1469                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1470                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1471                                 continue;
1472                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
1473                                 return dest_cpu;
1474                 }
1475         }
1476
1477         for (;;) {
1478                 /* Any allowed, online CPU? */
1479                 for_each_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed) {
1480                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1481                                 continue;
1482
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(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
1546                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
1547
1548         return cpu;
1549 }
1550
1551 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1552 {
1553         s64 diff = sample - *avg;
1554         *avg += diff >> 3;
1555 }
1556
1557 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
1558 {
1559         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
1560         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
1561
1562         if (stop) {
1563                 /*
1564                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
1565                  * userspace knows about and won't get confused about.
1566                  *
1567                  * Also, it will make PI more or less work without too
1568                  * much confusion -- but then, stop work should not
1569                  * rely on PI working anyway.
1570                  */
1571                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
1572
1573                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
1574         }
1575
1576         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
1577
1578         if (old_stop) {
1579                 /*
1580                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
1581                  * it can die in pieces.
1582                  */
1583                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
1584         }
1585 }
1586
1587 #else
1588
1589 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1590                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
1591 {
1592         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
1593 }
1594
1595 #endif /* CONFIG_SMP */
1596
1597 static void
1598 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1599 {
1600         struct rq *rq;
1601
1602         if (!schedstat_enabled())
1603                 return;
1604
1605         rq = this_rq();
1606
1607 #ifdef CONFIG_SMP
1608         if (cpu == rq->cpu) {
1609                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
1610                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
1611         } else {
1612                 struct sched_domain *sd;
1613
1614                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
1615                 rcu_read_lock();
1616                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
1617                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
1618                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
1619                                 break;
1620                         }
1621                 }
1622                 rcu_read_unlock();
1623         }
1624
1625         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1626                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
1627 #endif /* CONFIG_SMP */
1628
1629         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
1630         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
1631
1632         if (wake_flags & WF_SYNC)
1633                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
1634 }
1635
1636 static inline void ttwu_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int en_flags)
1637 {
1638         activate_task(rq, p, en_flags);
1639         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1640
1641         /* If a worker is waking up, notify the workqueue: */
1642         if (p->flags & PF_WQ_WORKER)
1643                 wq_worker_waking_up(p, cpu_of(rq));
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
1648  */
1649 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1650                            struct rq_flags *rf)
1651 {
1652         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
1653         p->state = TASK_RUNNING;
1654         trace_sched_wakeup(p);
1655
1656 #ifdef CONFIG_SMP
1657         if (p->sched_class->task_woken) {
1658                 /*
1659                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
1660                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
1661                  */
1662                 rq_unpin_lock(rq, rf);
1663                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
1664                 rq_repin_lock(rq, rf);
1665         }
1666
1667         if (rq->idle_stamp) {
1668                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
1669                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
1670
1671                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
1672
1673                 if (rq->avg_idle > max)
1674                         rq->avg_idle = max;
1675
1676                 rq->idle_stamp = 0;
1677         }
1678 #endif
1679 }
1680
1681 static void
1682 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
1683                  struct rq_flags *rf)
1684 {
1685         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
1686
1687         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1688
1689 #ifdef CONFIG_SMP
1690         if (p->sched_contributes_to_load)
1691                 rq->nr_uninterruptible--;
1692
1693         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
1694                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
1695 #endif
1696
1697         ttwu_activate(rq, p, en_flags);
1698         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
1703  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
1704  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
1705  * the task is still ->on_rq.
1706  */
1707 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
1708 {
1709         struct rq_flags rf;
1710         struct rq *rq;
1711         int ret = 0;
1712
1713         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
1714         if (task_on_rq_queued(p)) {
1715                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
1716                 update_rq_clock(rq);
1717                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
1718                 ret = 1;
1719         }
1720         __task_rq_unlock(rq, &rf);
1721
1722         return ret;
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726 void sched_ttwu_pending(void)
1727 {
1728         struct rq *rq = this_rq();
1729         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
1730         struct task_struct *p, *t;
1731         struct rq_flags rf;
1732
1733         if (!llist)
1734                 return;
1735
1736         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1737         update_rq_clock(rq);
1738
1739         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
1740                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
1741
1742         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1743 }
1744
1745 void scheduler_ipi(void)
1746 {
1747         /*
1748          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
1749          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
1750          * this IPI.
1751          */
1752         preempt_fold_need_resched();
1753
1754         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
1755                 return;
1756
1757         /*
1758          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
1759          * traditionally all their work was done from the interrupt return
1760          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
1761          * we do call them.
1762          *
1763          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
1764          * properly.
1765          *
1766          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
1767          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
1768          * somewhat pessimize the simple resched case.
1769          */
1770         irq_enter();
1771         sched_ttwu_pending();
1772
1773         /*
1774          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
1775          */
1776         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
1777                 this_rq()->idle_balance = 1;
1778                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1779         }
1780         irq_exit();
1781 }
1782
1783 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1784 {
1785         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1786
1787         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
1788
1789         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
1790                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
1791                         smp_send_reschedule(cpu);
1792                 else
1793                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1794         }
1795 }
1796
1797 void wake_up_if_idle(int cpu)
1798 {
1799         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1800         struct rq_flags rf;
1801
1802         rcu_read_lock();
1803
1804         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
1805                 goto out;
1806
1807         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
1808                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1809         } else {
1810                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
1811                 if (is_idle_task(rq->curr))
1812                         smp_send_reschedule(cpu);
1813                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
1814                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
1815         }
1816
1817 out:
1818         rcu_read_unlock();
1819 }
1820
1821 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
1822 {
1823         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
1824 }
1825 #endif /* CONFIG_SMP */
1826
1827 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
1828 {
1829         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1830         struct rq_flags rf;
1831
1832 #if defined(CONFIG_SMP)
1833         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
1834                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
1835                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
1836                 return;
1837         }
1838 #endif
1839
1840         rq_lock(rq, &rf);
1841         update_rq_clock(rq);
1842         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
1843         rq_unlock(rq, &rf);
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
1848  *
1849  *  MIGRATION
1850  *
1851  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
1852  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
1853  * execution on its new CPU [c1].
1854  *
1855  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
1856  *
1857  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
1858  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
1859  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
1860  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
1861  *
1862  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
1863  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
1864  *
1865  * Example:
1866  *
1867  *   CPU0            CPU1            CPU2
1868  *
1869  *   LOCK rq(0)->lock
1870  *   sched-out X
1871  *   sched-in Y
1872  *   UNLOCK rq(0)->lock
1873  *
1874  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
1875  *                                   dequeue X
1876  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
1877  *
1878  *                                   LOCK rq(1)->lock
1879  *                                   enqueue X
1880  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
1881  *
1882  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
1883  *                   sched-out Z
1884  *                   sched-in X
1885  *                   UNLOCK rq(1)->lock
1886  *
1887  *
1888  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
1889  *
1890  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
1891  * migration. However the means are completely different as there is no lock
1892  * chain to provide order. Instead we do:
1893  *
1894  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
1895  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
1896  *
1897  * Example:
1898  *
1899  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
1900  *
1901  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
1902  *   dequeue X
1903  *   sched-out X
1904  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
1905  *
1906  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
1907  *                    X->state = WAKING
1908  *                    set_task_cpu(X,2)
1909  *
1910  *                    LOCK rq(2)->lock
1911  *                    enqueue X
1912  *                    X->state = RUNNING
1913  *                    UNLOCK rq(2)->lock
1914  *
1915  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
1916  *                                          sched-out Z
1917  *                                          sched-in X
1918  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
1919  *
1920  *                    UNLOCK X->pi_lock
1921  *   UNLOCK rq(0)->lock
1922  *
1923  *
1924  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
1925  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
1926  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
1927  */
1928
1929 /**
1930  * try_to_wake_up - wake up a thread
1931  * @p: the thread to be awakened
1932  * @state: the mask of task states that can be woken
1933  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
1934  *
1935  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
1936  *
1937  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
1938  *
1939  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
1940  * set_current_state().
1941  *
1942  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
1943  * state; see set_current_state().
1944  *
1945  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
1946  *         %false otherwise.
1947  */
1948 static int
1949 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
1950 {
1951         unsigned long flags;
1952         int cpu, success = 0;
1953
1954         /*
1955          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
1956          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
1957          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
1958          * set_current_state() the waiting thread does.
1959          */
1960         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
1961         smp_mb__after_spinlock();
1962         if (!(p->state & state))
1963                 goto out;
1964
1965         trace_sched_waking(p);
1966
1967         /* We're going to change ->state: */
1968         success = 1;
1969         cpu = task_cpu(p);
1970
1971         /*
1972          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
1973          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
1974          * in smp_cond_load_acquire() below.
1975          *
1976          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
1977          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
1978          *   UNLOCK rq->lock
1979          *
1980          * __schedule() (switch to task 'p')
1981          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
1982          *   smp_mb__after_spinlock();
1983          *   UNLOCK rq->lock
1984          *
1985          * [task p]
1986          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
1987          *
1988          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
1989          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
1990          */
1991         smp_rmb();
1992         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
1993                 goto stat;
1994
1995 #ifdef CONFIG_SMP
1996         /*
1997          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
1998          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
1999          *
2000          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2001          * from the runqueue.
2002          *
2003          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2004          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2005          *   UNLOCK rq->lock
2006          *
2007          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2008          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2009          *   smp_mb__after_spinlock();
2010          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2011          *
2012          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2013          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2014          */
2015         smp_rmb();
2016
2017         /*
2018          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2019          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2020          *
2021          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2022          *
2023          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2024          * their previous state and preserve Program Order.
2025          */
2026         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2027
2028         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2029         p->state = TASK_WAKING;
2030
2031         if (p->in_iowait) {
2032                 delayacct_blkio_end(p);
2033                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2034         }
2035
2036         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2037         if (task_cpu(p) != cpu) {
2038                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2039                 set_task_cpu(p, cpu);
2040         }
2041
2042 #else /* CONFIG_SMP */
2043
2044         if (p->in_iowait) {
2045                 delayacct_blkio_end(p);
2046                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2047         }
2048
2049 #endif /* CONFIG_SMP */
2050
2051         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2052 stat:
2053         ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2054 out:
2055         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2056
2057         return success;
2058 }
2059
2060 /**
2061  * try_to_wake_up_local - try to wake up a local task with rq lock held
2062  * @p: the thread to be awakened
2063  * @rf: request-queue flags for pinning
2064  *
2065  * Put @p on the run-queue if it's not already there. The caller must
2066  * ensure that this_rq() is locked, @p is bound to this_rq() and not
2067  * the current task.
2068  */
2069 static void try_to_wake_up_local(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
2070 {
2071         struct rq *rq = task_rq(p);
2072
2073         if (WARN_ON_ONCE(rq != this_rq()) ||
2074             WARN_ON_ONCE(p == current))
2075                 return;
2076
2077         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2078
2079         if (!raw_spin_trylock(&p->pi_lock)) {
2080                 /*
2081                  * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being
2082                  * picked for load-balance and preemption/IRQs are still
2083                  * disabled avoiding further scheduler activity on it and we've
2084                  * not yet picked a replacement task.
2085                  */
2086                 rq_unlock(rq, rf);
2087                 raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2088                 rq_relock(rq, rf);
2089         }
2090
2091         if (!(p->state & TASK_NORMAL))
2092                 goto out;
2093
2094         trace_sched_waking(p);
2095
2096         if (!task_on_rq_queued(p)) {
2097                 if (p->in_iowait) {
2098                         delayacct_blkio_end(p);
2099                         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
2100                 }
2101                 ttwu_activate(rq, p, ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK);
2102         }
2103
2104         ttwu_do_wakeup(rq, p, 0, rf);
2105         ttwu_stat(p, smp_processor_id(), 0);
2106 out:
2107         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
2108 }
2109
2110 /**
2111  * wake_up_process - Wake up a specific process
2112  * @p: The process to be woken up.
2113  *
2114  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2115  * processes.
2116  *
2117  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2118  *
2119  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2120  */
2121 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2122 {
2123         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2126
2127 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2128 {
2129         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2130 }
2131
2132 /*
2133  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2134  * p is forked by current.
2135  *
2136  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2137  */
2138 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2139 {
2140         p->on_rq                        = 0;
2141
2142         p->se.on_rq                     = 0;
2143         p->se.exec_start                = 0;
2144         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2145         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2146         p->se.nr_migrations             = 0;
2147         p->se.vruntime                  = 0;
2148         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2149
2150 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2151         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2152 #endif
2153
2154 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2155         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2156         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2157 #endif
2158
2159         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2160         init_dl_task_timer(&p->dl);
2161         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2162         __dl_clear_params(p);
2163
2164         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2165         p->rt.timeout           = 0;
2166         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2167         p->rt.on_rq             = 0;
2168         p->rt.on_list           = 0;
2169
2170 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2171         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2172 #endif
2173
2174         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2175 }
2176
2177 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2178
2179 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2180
2181 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2182 {
2183         if (enabled)
2184                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2185         else
2186                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2187 }
2188
2189 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2190 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2191                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2192 {
2193         struct ctl_table t;
2194         int err;
2195         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2196
2197         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2198                 return -EPERM;
2199
2200         t = *table;
2201         t.data = &state;
2202         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2203         if (err < 0)
2204                 return err;
2205         if (write)
2206                 set_numabalancing_state(state);
2207         return err;
2208 }
2209 #endif
2210 #endif
2211
2212 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2213
2214 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2215 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2216
2217 static void set_schedstats(bool enabled)
2218 {
2219         if (enabled)
2220                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2221         else
2222                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2223 }
2224
2225 void force_schedstat_enabled(void)
2226 {
2227         if (!schedstat_enabled()) {
2228                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2229                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2230         }
2231 }
2232
2233 static int __init setup_schedstats(char *str)
2234 {
2235         int ret = 0;
2236         if (!str)
2237                 goto out;
2238
2239         /*
2240          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2241          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2242          * variable so init_schedstats() can do it later.
2243          */
2244         if (!strcmp(str, "enable")) {
2245                 __sched_schedstats = true;
2246                 ret = 1;
2247         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2248                 __sched_schedstats = false;
2249                 ret = 1;
2250         }
2251 out:
2252         if (!ret)
2253                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2254
2255         return ret;
2256 }
2257 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2258
2259 static void __init init_schedstats(void)
2260 {
2261         set_schedstats(__sched_schedstats);
2262 }
2263
2264 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2265 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2266                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2267 {
2268         struct ctl_table t;
2269         int err;
2270         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2271
2272         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2273                 return -EPERM;
2274
2275         t = *table;
2276         t.data = &state;
2277         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2278         if (err < 0)
2279                 return err;
2280         if (write)
2281                 set_schedstats(state);
2282         return err;
2283 }
2284 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2285 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2286 static inline void init_schedstats(void) {}
2287 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2288
2289 /*
2290  * fork()/clone()-time setup:
2291  */
2292 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2293 {
2294         unsigned long flags;
2295
2296         __sched_fork(clone_flags, p);
2297         /*
2298          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2299          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2300          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2301          */
2302         p->state = TASK_NEW;
2303
2304         /*
2305          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2306          */
2307         p->prio = current->normal_prio;
2308
2309         /*
2310          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2311          */
2312         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2313                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2314                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2315                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2316                         p->rt_priority = 0;
2317                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2318                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2319
2320                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2321                 set_load_weight(p, false);
2322
2323                 /*
2324                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2325                  * fulfilled its duty:
2326                  */
2327                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2328         }
2329
2330         if (dl_prio(p->prio))
2331                 return -EAGAIN;
2332         else if (rt_prio(p->prio))
2333                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2334         else
2335                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2336
2337         init_entity_runnable_average(&p->se);
2338
2339         /*
2340          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2341          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2342          * is ran before sched_fork().
2343          *
2344          * Silence PROVE_RCU.
2345          */
2346         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2347         /*
2348          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2349          * so use __set_task_cpu().
2350          */
2351         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2352         if (p->sched_class->task_fork)
2353                 p->sched_class->task_fork(p);
2354         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2355
2356 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2357         if (likely(sched_info_on()))
2358                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2359 #endif
2360 #if defined(CONFIG_SMP)
2361         p->on_cpu = 0;
2362 #endif
2363         init_task_preempt_count(p);
2364 #ifdef CONFIG_SMP
2365         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2366         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2367 #endif
2368         return 0;
2369 }
2370
2371 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2372 {
2373         if (runtime == RUNTIME_INF)
2374                 return BW_UNIT;
2375
2376         /*
2377          * Doing this here saves a lot of checks in all
2378          * the calling paths, and returning zero seems
2379          * safe for them anyway.
2380          */
2381         if (period == 0)
2382                 return 0;
2383
2384         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2389  *
2390  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2391  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2392  * on the runqueue and wakes it.
2393  */
2394 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2395 {
2396         struct rq_flags rf;
2397         struct rq *rq;
2398
2399         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2400         p->state = TASK_RUNNING;
2401 #ifdef CONFIG_SMP
2402         /*
2403          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2404          *  - cpus_allowed can change in the fork path
2405          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2406          *
2407          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2408          * as we're not fully set-up yet.
2409          */
2410         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2411         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2412 #endif
2413         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2414         update_rq_clock(rq);
2415         post_init_entity_util_avg(&p->se);
2416
2417         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2418         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2419         trace_sched_wakeup_new(p);
2420         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2421 #ifdef CONFIG_SMP
2422         if (p->sched_class->task_woken) {
2423                 /*
2424                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2425                  * drop it.
2426                  */
2427                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2428                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2429                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2430         }
2431 #endif
2432         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2433 }
2434
2435 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2436
2437 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2438
2439 void preempt_notifier_inc(void)
2440 {
2441         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2442 }
2443 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2444
2445 void preempt_notifier_dec(void)
2446 {
2447         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2448 }
2449 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2450
2451 /**
2452  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2453  * @notifier: notifier struct to register
2454  */
2455 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2456 {
2457         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2458                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2459
2460         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2461 }
2462 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2463
2464 /**
2465  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2466  * @notifier: notifier struct to unregister
2467  *
2468  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2469  */
2470 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2471 {
2472         hlist_del(&notifier->link);
2473 }
2474 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2475
2476 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2477 {
2478         struct preempt_notifier *notifier;
2479
2480         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2481                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2482 }
2483
2484 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2485 {
2486         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2487                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2488 }
2489
2490 static void
2491 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2492                                    struct task_struct *next)
2493 {
2494         struct preempt_notifier *notifier;
2495
2496         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2497                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2498 }
2499
2500 static __always_inline void
2501 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2502                                  struct task_struct *next)
2503 {
2504         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2505                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2506 }
2507
2508 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2509
2510 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2511 {
2512 }
2513
2514 static inline void
2515 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2516                                  struct task_struct *next)
2517 {
2518 }
2519
2520 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2521
2522 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2523 {
2524 #ifdef CONFIG_SMP
2525         /*
2526          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2527          * such that any running task will have this set.
2528          */
2529         next->on_cpu = 1;
2530 #endif
2531 }
2532
2533 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2534 {
2535 #ifdef CONFIG_SMP
2536         /*
2537          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2538          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2539          * finished.
2540          *
2541          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2542          * happen before this.
2543          *
2544          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2545          */
2546         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2547 #endif
2548 }
2549
2550 static inline void
2551 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2552 {
2553         /*
2554          * Since the runqueue lock will be released by the next
2555          * task (which is an invalid locking op but in the case
2556          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2557          * do an early lockdep release here:
2558          */
2559         rq_unpin_lock(rq, rf);
2560         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2561 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2562         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2563         rq->lock.owner = next;
2564 #endif
2565 }
2566
2567 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2568 {
2569         /*
2570          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
2571          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
2572          * prev into current:
2573          */
2574         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
2575         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
2576 }
2577
2578 /*
2579  * NOP if the arch has not defined these:
2580  */
2581
2582 #ifndef prepare_arch_switch
2583 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
2584 #endif
2585
2586 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
2587 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
2588 #endif
2589
2590 /**
2591  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2592  * @rq: the runqueue preparing to switch
2593  * @prev: the current task that is being switched out
2594  * @next: the task we are going to switch to.
2595  *
2596  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2597  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2598  * switch.
2599  *
2600  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2601  * hooks.
2602  */
2603 static inline void
2604 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2605                     struct task_struct *next)
2606 {
2607         kcov_prepare_switch(prev);
2608         sched_info_switch(rq, prev, next);
2609         perf_event_task_sched_out(prev, next);
2610         rseq_preempt(prev);
2611         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2612         prepare_task(next);
2613         prepare_arch_switch(next);
2614 }
2615
2616 /**
2617  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2618  * @prev: the thread we just switched away from.
2619  *
2620  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2621  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2622  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2623  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2624  *
2625  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2626  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2627  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2628  * details.)
2629  *
2630  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
2631  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
2632  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
2633  * because prev may have moved to another CPU.
2634  */
2635 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
2636         __releases(rq->lock)
2637 {
2638         struct rq *rq = this_rq();
2639         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2640         long prev_state;
2641
2642         /*
2643          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
2644          * because it left us after:
2645          *
2646          *      schedule()
2647          *        preempt_disable();                    // 1
2648          *        __schedule()
2649          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
2650          *
2651          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
2652          */
2653         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
2654                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
2655                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
2656                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
2657
2658         rq->prev_mm = NULL;
2659
2660         /*
2661          * A task struct has one reference for the use as "current".
2662          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2663          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2664          * the scheduled task must drop that reference.
2665          *
2666          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
2667          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
2668          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
2669          * transition, resulting in a double drop.
2670          */
2671         prev_state = prev->state;
2672         vtime_task_switch(prev);
2673         perf_event_task_sched_in(prev, current);
2674         finish_task(prev);
2675         finish_lock_switch(rq);
2676         finish_arch_post_lock_switch();
2677         kcov_finish_switch(current);
2678
2679         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2680         /*
2681          * When switching through a kernel thread, the loop in
2682          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
2683          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
2684          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
2685          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
2686          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
2687          *
2688          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
2689          *   provided by mmdrop(),
2690          * - a sync_core for SYNC_CORE.
2691          */
2692         if (mm) {
2693                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
2694                 mmdrop(mm);
2695         }
2696         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2697                 if (prev->sched_class->task_dead)
2698                         prev->sched_class->task_dead(prev);
2699
2700                 /*
2701                  * Remove function-return probe instances associated with this
2702                  * task and put them back on the free list.
2703                  */
2704                 kprobe_flush_task(prev);
2705
2706                 /* Task is done with its stack. */
2707                 put_task_stack(prev);
2708
2709                 put_task_struct(prev);
2710         }
2711
2712         tick_nohz_task_switch();
2713         return rq;
2714 }
2715
2716 #ifdef CONFIG_SMP
2717
2718 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2719 static void __balance_callback(struct rq *rq)
2720 {
2721         struct callback_head *head, *next;
2722         void (*func)(struct rq *rq);
2723         unsigned long flags;
2724
2725         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2726         head = rq->balance_callback;
2727         rq->balance_callback = NULL;
2728         while (head) {
2729                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
2730                 next = head->next;
2731                 head->next = NULL;
2732                 head = next;
2733
2734                 func(rq);
2735         }
2736         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2737 }
2738
2739 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2740 {
2741         if (unlikely(rq->balance_callback))
2742                 __balance_callback(rq);
2743 }
2744
2745 #else
2746
2747 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
2748 {
2749 }
2750
2751 #endif
2752
2753 /**
2754  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2755  * @prev: the thread we just switched away from.
2756  */
2757 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2758         __releases(rq->lock)
2759 {
2760         struct rq *rq;
2761
2762         /*
2763          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
2764          * finish_task_switch() for details.
2765          *
2766          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
2767          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
2768          * PREEMPT_COUNT kernels).
2769          */
2770
2771         rq = finish_task_switch(prev);
2772         balance_callback(rq);
2773         preempt_enable();
2774
2775         if (current->set_child_tid)
2776                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2777 }
2778
2779 /*
2780  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
2781  */
2782 static __always_inline struct rq *
2783 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2784                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2785 {
2786         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2787
2788         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2789
2790         mm = next->mm;
2791         oldmm = prev->active_mm;
2792         /*
2793          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2794          * combine the page table reload and the switch backend into
2795          * one hypercall.
2796          */
2797         arch_start_context_switch(prev);
2798
2799         /*
2800          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
2801          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
2802          * Both of these contain the full memory barrier required by
2803          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
2804          * user-space.
2805          */
2806         if (!mm) {
2807                 next->active_mm = oldmm;
2808                 mmgrab(oldmm);
2809                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2810         } else
2811                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
2812
2813         if (!prev->mm) {
2814                 prev->active_mm = NULL;
2815                 rq->prev_mm = oldmm;
2816         }
2817
2818         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
2819
2820         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
2821
2822         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2823         switch_to(prev, next, prev);
2824         barrier();
2825
2826         return finish_task_switch(prev);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * nr_running and nr_context_switches:
2831  *
2832  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2833  * threads, total number of context switches performed since bootup.
2834  */
2835 unsigned long nr_running(void)
2836 {
2837         unsigned long i, sum = 0;
2838
2839         for_each_online_cpu(i)
2840                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2841
2842         return sum;
2843 }
2844
2845 /*
2846  * Check if only the current task is running on the CPU.
2847  *
2848  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
2849  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
2850  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
2851  *
2852  * - from a non-preemptable section (of course)
2853  *
2854  * - from a thread that is bound to a single CPU
2855  *
2856  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
2857  */
2858 bool single_task_running(void)
2859 {
2860         return raw_rq()->nr_running == 1;
2861 }
2862 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
2863
2864 unsigned long long nr_context_switches(void)
2865 {
2866         int i;
2867         unsigned long long sum = 0;
2868
2869         for_each_possible_cpu(i)
2870                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2871
2872         return sum;
2873 }
2874
2875 /*
2876  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
2877  *
2878  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
2879  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
2880  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
2881  *
2882  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
2883  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
2884  * running and we'd not be idle.
2885  *
2886  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
2887  * is broken.
2888  *
2889  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
2890  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
2891  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
2892  * utilising both CPUs.
2893  *
2894  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
2895  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
2896  *
2897  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
2898  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
2899  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
2900  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
2901  *
2902  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
2903  */
2904
2905 unsigned long nr_iowait(void)
2906 {
2907         unsigned long i, sum = 0;
2908
2909         for_each_possible_cpu(i)
2910                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2911
2912         return sum;
2913 }
2914
2915 /*
2916  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpufreq menu
2917  * governor are using nonsensical data. Boosting frequency for a CPU that has
2918  * IO-wait which might not even end up running the task when it does become
2919  * runnable.
2920  */
2921
2922 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
2923 {
2924         struct rq *this = cpu_rq(cpu);
2925         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2926 }
2927
2928 void get_iowait_load(unsigned long *nr_waiters, unsigned long *load)
2929 {
2930         struct rq *rq = this_rq();
2931         *nr_waiters = atomic_read(&rq->nr_iowait);
2932         *load = rq->load.weight;
2933 }
2934
2935 #ifdef CONFIG_SMP
2936
2937 /*
2938  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2939  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2940  */
2941 void sched_exec(void)
2942 {
2943         struct task_struct *p = current;
2944         unsigned long flags;
2945         int dest_cpu;
2946
2947         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2948         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
2949         if (dest_cpu == smp_processor_id())
2950                 goto unlock;
2951
2952         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
2953                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
2954
2955                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2956                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
2957                 return;
2958         }
2959 unlock:
2960         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2961 }
2962
2963 #endif
2964
2965 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
2966 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
2967
2968 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
2969 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
2970
2971 /*
2972  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
2973  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
2974  * we observe a high rate of cache misses in practice.
2975  * Prefetching this data results in improved performance.
2976  */
2977 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
2978 {
2979 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2980         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
2981 #else
2982         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
2983 #endif
2984         prefetch(curr);
2985         prefetch(&curr->exec_start);
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Return accounted runtime for the task.
2990  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
2991  * pending runtime that have not been accounted yet.
2992  */
2993 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
2994 {
2995         struct rq_flags rf;
2996         struct rq *rq;
2997         u64 ns;
2998
2999 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3000         /*
3001          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3002          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3003          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3004          *
3005          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3006          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3007          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3008          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3009          * been accounted, so we're correct here as well.
3010          */
3011         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3012                 return p->se.sum_exec_runtime;
3013 #endif
3014
3015         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3016         /*
3017          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3018          * project cycles that may never be accounted to this
3019          * thread, breaking clock_gettime().
3020          */
3021         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3022                 prefetch_curr_exec_start(p);
3023                 update_rq_clock(rq);
3024                 p->sched_class->update_curr(rq);
3025         }
3026         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3027         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3028
3029         return ns;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3034  * We call it with interrupts disabled.
3035  */
3036 void scheduler_tick(void)
3037 {
3038         int cpu = smp_processor_id();
3039         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3040         struct task_struct *curr = rq->curr;
3041         struct rq_flags rf;
3042
3043         sched_clock_tick();
3044
3045         rq_lock(rq, &rf);
3046
3047         update_rq_clock(rq);
3048         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3049         cpu_load_update_active(rq);
3050         calc_global_load_tick(rq);
3051
3052         rq_unlock(rq, &rf);
3053
3054         perf_event_task_tick();
3055
3056 #ifdef CONFIG_SMP
3057         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3058         trigger_load_balance(rq);
3059 #endif
3060 }
3061
3062 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3063
3064 struct tick_work {
3065         int                     cpu;
3066         struct delayed_work     work;
3067 };
3068
3069 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3070
3071 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3072 {
3073         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3074         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3075         int cpu = twork->cpu;
3076         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3077         struct task_struct *curr;
3078         struct rq_flags rf;
3079         u64 delta;
3080
3081         /*
3082          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3083          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3084          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3085          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3086          * of when exactly it is running.
3087          */
3088         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3089                 goto out_requeue;
3090
3091         rq_lock_irq(rq, &rf);
3092         curr = rq->curr;
3093         if (is_idle_task(curr))
3094                 goto out_unlock;
3095
3096         update_rq_clock(rq);
3097         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3098
3099         /*
3100          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3101          * amount of time.
3102          */
3103         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3104         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3105
3106 out_unlock:
3107         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3108
3109 out_requeue:
3110         /*
3111          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3112          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3113          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3114          */
3115         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3116 }
3117
3118 static void sched_tick_start(int cpu)
3119 {
3120         struct tick_work *twork;
3121
3122         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3123                 return;
3124
3125         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3126
3127         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3128         twork->cpu = cpu;
3129         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3130         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3131 }
3132
3133 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3134 static void sched_tick_stop(int cpu)
3135 {
3136         struct tick_work *twork;
3137
3138         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3139                 return;
3140
3141         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3142
3143         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3144         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3145 }
3146 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3147
3148 int __init sched_tick_offload_init(void)
3149 {
3150         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3151         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3152
3153         return 0;
3154 }
3155
3156 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3157 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3158 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3159 #endif
3160
3161 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3162                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3163 /*
3164  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3165  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3166  */
3167 static inline void preempt_latency_start(int val)
3168 {
3169         if (preempt_count() == val) {
3170                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3171 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3172                 current->preempt_disable_ip = ip;
3173 #endif
3174                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3175         }
3176 }
3177
3178 void preempt_count_add(int val)
3179 {
3180 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3181         /*
3182          * Underflow?
3183          */
3184         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3185                 return;
3186 #endif
3187         __preempt_count_add(val);
3188 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3189         /*
3190          * Spinlock count overflowing soon?
3191          */
3192         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3193                                 PREEMPT_MASK - 10);
3194 #endif
3195         preempt_latency_start(val);
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3198 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3199
3200 /*
3201  * If the value passed in equals to the current preempt count
3202  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3203  */
3204 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3205 {
3206         if (preempt_count() == val)
3207                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3208 }
3209
3210 void preempt_count_sub(int val)
3211 {
3212 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3213         /*
3214          * Underflow?
3215          */
3216         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3217                 return;
3218         /*
3219          * Is the spinlock portion underflowing?
3220          */
3221         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3222                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3223                 return;
3224 #endif
3225
3226         preempt_latency_stop(val);
3227         __preempt_count_sub(val);
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3230 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3231
3232 #else
3233 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3234 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3235 #endif
3236
3237 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3238 {
3239 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3240         return p->preempt_disable_ip;
3241 #else
3242         return 0;
3243 #endif
3244 }
3245
3246 /*
3247  * Print scheduling while atomic bug:
3248  */
3249 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3250 {
3251         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3252         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3253
3254         if (oops_in_progress)
3255                 return;
3256
3257         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3258                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3259
3260         debug_show_held_locks(prev);
3261         print_modules();
3262         if (irqs_disabled())
3263                 print_irqtrace_events(prev);
3264         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3265             && in_atomic_preempt_off()) {
3266                 pr_err("Preemption disabled at:");
3267                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3268                 pr_cont("\n");
3269         }
3270         if (panic_on_warn)
3271                 panic("scheduling while atomic\n");
3272
3273         dump_stack();
3274         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3275 }
3276
3277 /*
3278  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3279  */
3280 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3281 {
3282 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3283         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3284                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3285 #endif
3286
3287         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3288                 __schedule_bug(prev);
3289                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3290         }
3291         rcu_sleep_check();
3292
3293         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3294
3295         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Pick up the highest-prio task:
3300  */
3301 static inline struct task_struct *
3302 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3303 {
3304         const struct sched_class *class;
3305         struct task_struct *p;
3306
3307         /*
3308          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3309          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3310          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3311          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3312          */
3313         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3314                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3315                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3316
3317                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3318                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3319                         goto again;
3320
3321                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3322                 if (unlikely(!p))
3323                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3324
3325                 return p;
3326         }
3327
3328 again:
3329         for_each_class(class) {
3330                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3331                 if (p) {
3332                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3333                                 goto again;
3334                         return p;
3335                 }
3336         }
3337
3338         /* The idle class should always have a runnable task: */
3339         BUG();
3340 }
3341
3342 /*
3343  * __schedule() is the main scheduler function.
3344  *
3345  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3346  *
3347  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3348  *
3349  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3350  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3351  *
3352  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3353  *      interrupt handler scheduler_tick().
3354  *
3355  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3356  *      task to the run-queue and that's it.
3357  *
3358  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3359  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3360  *      called on the nearest possible occasion:
3361  *
3362  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3363  *
3364  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3365  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3366  *           spin_unlock()!)
3367  *
3368  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3369  *           preemptible context
3370  *
3371  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3372  *         then at the next:
3373  *
3374  *          - cond_resched() call
3375  *          - explicit schedule() call
3376  *          - return from syscall or exception to user-space
3377  *          - return from interrupt-handler to user-space
3378  *
3379  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3380  */
3381 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3382 {
3383         struct task_struct *prev, *next;
3384         unsigned long *switch_count;
3385         struct rq_flags rf;
3386         struct rq *rq;
3387         int cpu;
3388
3389         cpu = smp_processor_id();
3390         rq = cpu_rq(cpu);
3391         prev = rq->curr;
3392
3393         schedule_debug(prev);
3394
3395         if (sched_feat(HRTICK))
3396                 hrtick_clear(rq);
3397
3398         local_irq_disable();
3399         rcu_note_context_switch(preempt);
3400
3401         /*
3402          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3403          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3404          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3405          *
3406          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3407          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3408          */
3409         rq_lock(rq, &rf);
3410         smp_mb__after_spinlock();
3411
3412         /* Promote REQ to ACT */
3413         rq->clock_update_flags <<= 1;
3414         update_rq_clock(rq);
3415
3416         switch_count = &prev->nivcsw;
3417         if (!preempt && prev->state) {
3418                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev))) {
3419                         prev->state = TASK_RUNNING;
3420                 } else {
3421                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3422                         prev->on_rq = 0;
3423
3424                         if (prev->in_iowait) {
3425                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3426                                 delayacct_blkio_start();
3427                         }
3428
3429                         /*
3430                          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue
3431                          * whether it wants to wake up a task to maintain
3432                          * concurrency.
3433                          */
3434                         if (prev->flags & PF_WQ_WORKER) {
3435                                 struct task_struct *to_wakeup;
3436
3437                                 to_wakeup = wq_worker_sleeping(prev);
3438                                 if (to_wakeup)
3439                                         try_to_wake_up_local(to_wakeup, &rf);
3440                         }
3441                 }
3442                 switch_count = &prev->nvcsw;
3443         }
3444
3445         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3446         clear_tsk_need_resched(prev);
3447         clear_preempt_need_resched();
3448
3449         if (likely(prev != next)) {
3450                 rq->nr_switches++;
3451                 rq->curr = next;
3452                 /*
3453                  * The membarrier system call requires each architecture
3454                  * to have a full memory barrier after updating
3455                  * rq->curr, before returning to user-space.
3456                  *
3457                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3458                  * various architectures:
3459                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3460                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3461                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3462                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3463                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3464                  *   is a RELEASE barrier),
3465                  */
3466                 ++*switch_count;
3467
3468                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3469
3470                 /* Also unlocks the rq: */
3471                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3472         } else {
3473                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3474                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3475         }
3476
3477         balance_callback(rq);
3478 }
3479
3480 void __noreturn do_task_dead(void)
3481 {
3482         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3483         set_special_state(TASK_DEAD);
3484
3485         /* Tell freezer to ignore us: */
3486         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3487
3488         __schedule(false);
3489         BUG();
3490
3491         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3492         for (;;)
3493                 cpu_relax();
3494 }
3495
3496 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3497 {
3498         if (!tsk->state || tsk_is_pi_blocked(tsk))
3499                 return;
3500         /*
3501          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3502          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3503          */
3504         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3505                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3506 }
3507
3508 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3509 {
3510         struct task_struct *tsk = current;
3511
3512         sched_submit_work(tsk);
3513         do {
3514                 preempt_disable();
3515                 __schedule(false);
3516                 sched_preempt_enable_no_resched();
3517         } while (need_resched());
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3520
3521 /*
3522  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3523  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3524  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3525  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3526  * (schedule out non-voluntarily).
3527  *
3528  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3529  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3530  */
3531 void __sched schedule_idle(void)
3532 {
3533         /*
3534          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3535          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3536          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3537          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3538          * TASK_RUNNING state.
3539          */
3540         WARN_ON_ONCE(current->state);
3541         do {
3542                 __schedule(false);
3543         } while (need_resched());
3544 }
3545
3546 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3547 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3548 {
3549         /*
3550          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3551          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3552          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3553          * we find a better solution.
3554          *
3555          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3556          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3557          * too frequently to make sense yet.
3558          */
3559         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3560         schedule();
3561         exception_exit(prev_state);
3562 }
3563 #endif
3564
3565 /**
3566  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
3567  *
3568  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
3569  */
3570 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
3571 {
3572         sched_preempt_enable_no_resched();
3573         schedule();
3574         preempt_disable();
3575 }
3576
3577 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
3578 {
3579         do {
3580                 /*
3581                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
3582                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
3583                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
3584                  * by the function tracer will call this function again and
3585                  * cause infinite recursion.
3586                  *
3587                  * Preemption must be disabled here before the function
3588                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
3589                  * calls. One to disable preemption without fear of being
3590                  * traced. The other to still record the preemption latency,
3591                  * which can also be traced by the function tracer.
3592                  */
3593                 preempt_disable_notrace();
3594                 preempt_latency_start(1);
3595                 __schedule(true);
3596                 preempt_latency_stop(1);
3597                 preempt_enable_no_resched_notrace();
3598
3599                 /*
3600                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3601                  * between schedule and now.
3602                  */
3603         } while (need_resched());
3604 }
3605
3606 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3607 /*
3608  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3609  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3610  * occur there and call schedule directly.
3611  */
3612 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
3613 {
3614         /*
3615          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3616          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3617          */
3618         if (likely(!preemptible()))
3619                 return;
3620
3621         preempt_schedule_common();
3622 }
3623 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
3624 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3625
3626 /**
3627  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
3628  *
3629  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
3630  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
3631  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
3632  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
3633  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
3634  * to be called when the system is still in usermode.
3635  *
3636  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
3637  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
3638  * calling the scheduler.
3639  */
3640 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
3641 {
3642         enum ctx_state prev_ctx;
3643